1、第二章第二章 基因操作的主要技术原理基因操作的主要技术原理 医学课件1 核酸的凝胶电泳医学课件2核酸的凝胶电泳 它是一种分析鉴定重组DNA分子及蛋白质与核酸相互作用的重要实验手段，同时也是分子生物学研究方法的技术基础。 医学课件3 基本原理 带有负电荷的DNA或RNA核苷酸链，依靠无反应活性的稳定的介质（琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶）和缓冲液，在电场中以一定的迁移率从负极移向正极。根据核酸分子大小不同、构型或形状的差异，以及所带电荷的不同，可以通过电泳将其混合物中的不同成分彼此分开。 医学课件4 电泳的迁移率取决于核酸分子本身的大小和构型。分子量较小的DNA分子，比分子量较大的DNA分子迁移率要
2、快；同等分子量的不同构型的核酸分子，构型紧密的比松散型的开环DNA分子或线性DNA分子迁移率要快 医学课件5 凝胶电泳的分辨力： 与凝胶的类型类型和密度密度相关 琼脂糖凝胶的分辨力在0.250Kb之间; 聚丙烯酰胺的分辨力在11000bp之间医学课件6琼脂糖凝胶电泳 琼脂糖是一种从红色海藻中提取出的线性多糖聚合物。 分为常熔点的琼脂糖和低熔点（LMP）琼脂糖。 医学课件7 LMP琼脂糖 熔点：6265 熔解后，在37 可保持液态数小时； 在25 可保持液态约10min 医学课件8 回收DNA分子 在65 下将LMP琼脂糖凝胶熔化； 加入过量的酚抽提DNA； 离心获得含DNA分子的上清液； 直接
3、酶切 医学课件9 琼脂糖凝胶电泳的参数： 缓冲液：1 TAE（TBE TPE） 凝胶的含量：根据检测的DNA大小 加DNA样品：0.5mM50% at 95 for 40 min1.110-4 substitutions per cycle0.5mM10mM5 to 3only5 adenosines医学课件30 PCR引物： 与待扩增的靶DNA区段两端序列互补的人工合成的寡核苷酸片断。 1.其长度通常在1530个核苷酸之间。 2.简并引物 atggctant 3.嵌套引物嵌套引物 PCR扩增的长度：腺嘌呤腺嘌呤(A)的的N3 410倍倍 医学课件85 在六氢吡啶的作用下，从脱氧核糖上在六氢吡
4、啶的作用下，从脱氧核糖上移去移去2个磷酸分子，使个磷酸分子，使DNA链在甲基化的链在甲基化的鸟嘌呤鸟嘌呤G位点断裂。位点断裂。医学课件86医学课件87医学课件88CS载体系统：末端标记载体载体系统：末端标记载体 核酸内切酶核酸内切酶Th111 特点：特点： 1. 产生产生5单碱基的突出末端，便于标记；单碱基的突出末端，便于标记； 2. Th111 位点十分位点十分稀少稀少； 3. 5突出末端可以是突出末端可以是G或或A，也可以是，也可以是T 或或C，选择性强；，选择性强； 4. 在载体中具有两个在载体中具有两个Th111 位点，可对位点，可对克隆在载体上的片断任何一段作选择性克隆在载体上的片断
5、任何一段作选择性标记。标记。医学课件89化学修饰法的优点：化学修饰法的优点： 1. 不需要体外酶切；不需要体外酶切； 2. 只要有末端标记，无论只要有末端标记，无论单双链单双链都可用来都可用来测序。测序。 250个个bp 限制因素：测序胶的分辨率限制因素：测序胶的分辨率医学课件90 DNA测序分析的自动化测序分析的自动化 用四甲基若丹明（用四甲基若丹明（tetramethylrhodamine）作荧光剂，预先标记作荧光剂，预先标记M13引物引物DNA5-末端，末端，按标准的双脱氧链终止法同引物进行反应，按标准的双脱氧链终止法同引物进行反应，用聚丙烯酰胺电泳分析。在电泳过程中，用用聚丙烯酰胺电泳
6、分析。在电泳过程中，用激光激发电泳的片断产生荧光，被荧光感受激光激发电泳的片断产生荧光，被荧光感受器接受，最终转换成电信号，被计算机读出，器接受，最终转换成电信号，被计算机读出，或打印出来或打印出来医学课件91医学课件92 DNA杂交测序（杂交测序（sequence by hybridization）SBH 原理：原理： 如果一段短的如果一段短的DNA探针能够与较长的靶探针能够与较长的靶DNA片断杂交，并形成完全的双链体分子，片断杂交，并形成完全的双链体分子，那么我们便可以根据此来推断在靶那么我们便可以根据此来推断在靶DNA序序列长存在着相应的互补序列。列长存在着相应的互补序列。 医学课件93
7、 步骤：步骤： 1.将待测的靶将待测的靶DNA分子与一组已知核苷分子与一组已知核苷酸序列的寡核苷酸探针进行杂交酸序列的寡核苷酸探针进行杂交 2. 对能与待测对能与待测DNA杂交的探针之间的杂交的探针之间的碱基重叠关系作比较分析，据此推算靶碱基重叠关系作比较分析，据此推算靶DNA的核苷酸序列。的核苷酸序列。医学课件94医学课件95 两种操作方式：两种操作方式： 1. 将不同的寡核苷酸与固定在滤膜上的将不同的寡核苷酸与固定在滤膜上的靶靶DNA序列样品进行杂交序列样品进行杂交 2. 应用寡核苷酸矩阵芯片的应用寡核苷酸矩阵芯片的DNA杂交测杂交测序法序法医学课件96 杂交的检测：杂交的检测： 磷光成像
8、仪和图象分析软件磷光成像仪和图象分析软件 错配错配的碱基会导致杂交信号强度下降。的碱基会导致杂交信号强度下降。 6mer 500bp 7mer 2000bp 8mer 8000bp 医学课件97 SBH的应用：的应用： 1.检测靶检测靶DNA的单碱基突变的单碱基突变 2. 用于不同片断之间的序列比较分析用于不同片断之间的序列比较分析 （同源性序列检测）（同源性序列检测） 3. 用表达序列标签（用表达序列标签（EST）的矩阵芯片，）的矩阵芯片，检测不同类型细胞中或不同生长发育状检测不同类型细胞中或不同生长发育状态下的细胞中特定基因的表达状况。态下的细胞中特定基因的表达状况。 4. 检测传统的测序技术所得检测传统的测序技术所得DNA片断的片断的核苷酸序列数据。核苷酸序列数据。医学课件98
