基因诊断的基本原理

基因诊断的基本原理

问题一：基因诊断的原理是什么？ 基因诊断基本原理 核酸分子杂交是基因诊断的最基本的方法之一。 基因诊断技术它的基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补的原则进行，它不仅能在DNA和DNA之间进行，也能在DNA和RNA之间进行。因此，当用一段已知基因的核酸序列作出探针，与变性后的单链基因组DNA接触时，如果两者的碱基完全配对，它们即互补地结合成双链，从而表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。由此可见，进行基因检测有两个必要条件，一是必需的特异的DNA探针；二是必需的基因组DNA。当两者都变性呈单链状态时，就能进行分子杂交。问题二：基因诊断的基本原理 基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断。
核酸分子杂交是基因诊断的最基本的方法之一。 基因诊断技术它的基本原理是：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补的原则进行，它不仅能在DNA和DNA之间进行，也能在DNA和RNA之间进行。因此，当用一段已知基因的核酸序列作出探针，与变性后的单链基因组DNA接触时，如果两者的碱基完全配对，它们即互补地结合成双链，从而表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。由此可见，进行基因检测有两个必要条件，一是必需的特异的DNA探针；二是必需的基因组DNA。当两者都变性呈单链状态时，就能进行分子杂交。 　　一、基因探针基因探针（probe）就是一段与目的基因或DNA互补的特异核苷酸序列，它可以包括整个基因，也可以仅仅是/基因的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。 　　1．探针的来源 DNA探针根据其来源有3种：一种来自基因组中有关的基因本身，称为基因组探针（genomic probe）；另一种是从相应的基因转录获得了mRNA，再通过逆转录得到的探针，称为cDNa 探针（cDNa probe）。与基因组探针不同的是，cDNA探针不含有内含子序列。此外，还可在体外人工合成碱基数不多的与基因序列互补的DNA片段，称为寡核苷酸探针。 基因诊断
2．探针的制备 进行分子突变需要大量的探针拷贝，后者一般是通过分子克隆（molecular cloning）获得的。克隆是指用无性繁殖方法获得同一个体、细胞或分子的大量复制品。当制备基因组DNA探针进，应先制备基因组文库，即把基因组DNA打断，或用限制性酶作不完全水解，得到许多大小不等的随机片段，将这些片段体外重组到运载体（噬菌体、质粒等）中去，再将后者转染适当的宿主细胞如大肠肝菌，这时在固体培养基上可以得到许多携带有不同DNA片段的克隆噬菌斑，通过原位杂交，从中可筛出含有目的基因片段的克隆，然后通过细胞扩增，制备出大量的探针。 　　为了制备cDNA 探针，首先需分离纯化相应mRNA，这从含有大量mRNA的组织、细胞中比较容易做到，如从造血细胞中制备α或β珠蛋白mRNA。有了mRNA作模板后，在逆转录酶的作用下，就可以合成与之互补的DNA(即cDNA)，cDNA与待测基因的编码区有完全相同的碱基顺序，但内含子已在加工过程中切除。 　　寡核苷酸探针是人工合成的，与已知基因DNA互补的，长度可从十几到几十个核苷酸的片段。如仅知蛋白质的氨基酸顺序量，也可以按氨基酸的密码推导出核苷酸序列，并用化学方法合成。 　　3.探针的标记 为了确定探针是否与相应的基因组DNA杂交，有必要对探针加以标记，以便在结合部位获得可识别的信号,通常采用放射性同位素32P标记探针的某种核苷酸α磷酸基。但近年来已发展了一些用非同位素如生物素、地高辛配体等作为标记物的方法。但都不及同位素敏感。非同位素标记的优点是保存时间较长,而且避免了同位素的污染。最常用的探针标记法是缺口平移法(nicktranslation)。 　　探针的标记也可以采用随机引物法，即向变性的探针溶液加入6个核苷酸的随机DNA小片段，作为引物，当后者与单链DNA互补结合后，按碱基互补原则不断在其3’OH端添加同位素标记的单核苷酸，这样也可以获得比放射性很高的DNA探针。 　　二、限制性核酸内切酶（restrictionendonuclease），又简称限制酶或内切酶。它们是基因工......余下全文>>问题三：基因诊断利用的原理是什么 dna分子杂交技术
原理是碱基互补配对原则问题四：检测基因是什么原理 基因检测的原理是什么？
基因检测的缘由
每个人的人体细胞核内有23对染色体，由DNA和核糖体蛋白组成，全部染色体上面有31.6亿个碱基对。当相同的碱基对位置上产生变异（这种情况称之为单核苷酸多态性，简称snp），从而对人体的遗传和健康等产生一定的影响，这个snp就是基因报告里面的位点。目前已知或者被命名的snp数将近有6000多万个。
人体DNA之间的差异目前大部分是snp上的差异，这个差异大概是人体DNA碱基对总量的0.5%内，当前基因检测很大一部分都是基于snp得出相关的研究报告。
基因检测的样品
基因检测需要的人体样品正常包括唾液采样，血液采样两种方式。针对不同的检查项目还包括排泄物采样和细胞切片采样等。
基因检测的方式
有几种方式来测相关的碱基对差异（snp）：PCR，芯片，外显子，以及全基因组等。检测的snp数量依次分别是几十个，几十万个，几百万个，以及全部snp。问题五：基因诊断的基本原理是DNA分子杂交为什么 基因诊断的基本原理是DNA分子杂交为什么
DNA分子杂交技术又称DNA探针技术，是利用DNA分子的变性、复性以及碱基互补配对的高度精确性，对某一特异性DNA序列进行探查的新技术。
DNA分子杂交技术的原理 ：
DNA分子杂交的原理是,具有互补碱基序列的DNA分子,可以通过碱基对之间形成氢键等,形成稳定的双链区。在进行DNA分子杂交前,先要将两种生物的DNA分子从细胞中提取出来,再通过加热或提高pH的方法,将双链DNA分子分离成为单链,这个过程称为变性。然后,将两种生物的DNA单链放在一起杂交,其中一种生物的DNA单链事先用同位素进行标记。如果两种生物DNA分子之间存在互补的部分,就能形成双链区。由于同位素被检出的灵敏度高,即使两种生物DNA分子之间形成百万分之一的双链区,也能够被检出。
3、DNA分子杂交技术的工具 ------ DNA探针 DNA探针是利用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的特定DNA片断，该片断可大至寄生虫基因组DNA，小至20个碱基。DNA探针具有特异性；由于用放射性同位素（如32P）或生物素标记探针，使杂交试验同时具有高度的敏感性。 4、DNA分子杂交技术的应用 ：
(1) 不同种生物之间亲缘关系的判断
不同种生物之间亲缘关系的判断，常采用比较不同生物DNA分子差异来进行,常用DNA分子杂交法。将两种生物的DNA分子单链放在一起,如果这两个单链具有互补的碱基序列,就会形成杂合双链区。互补的碱基序列越多，形成的杂合双链区就越多，说明两种生物间的亲缘关系就越近(如图)。或者是把两个物种的DNA单链融合在一起，然后对这条新的DNA加热。两个物种DNA序列的相似程度越高，让这条DNA双链解开的温度也就越高。用这种方法，科学家推测出黑猩猩和人的DNA相似程度是大约98．5％，黑猩猩是与人类亲缘关系最近的动物。
(2) 基因诊断
基因诊断是上世纪70年代末迅速发展一项诊断技术，不仅及时推广应用于临床，并且也很快的被公安部门采用来侦破刑事案件。基因诊断是利用DNA分子杂交等分子学技术直接探查人体基因组DNA存在的缺损或基因表达产物的异常以及患病毒、细菌、寄生虫、真菌等感梁性疾病时，病原体的基因组织或其基因的表达产物作出迅速正确诊断；并取量相微。病毒，细菌等原体得入人体内后需要潜伏一定时间才能出现显示症状，因此采用通常形态学、生化学或血清方法诊断很难及时诊断出来，往往延迟了有效的治疗时间；只有基因诊断技术才能做到病原体尚没有出现症状前，就能作出准确的诊断。基因诊断是用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。例如，利用DNA 探针可以迅速地检出肝炎患者的病毒，为肝炎的诊断提供了一种快速简便的方法。目前用基因诊断方法已经能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等许多种病毒。目前核酸分子杂交不但用来检测急性病人标本中的病毒DNA，也用于检测不易分离培养的慢性感染、潜伏感染、整合感染病人标本中的病毒DNA。
(3)环境监测。
据报道，用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量。具体的方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测出来。此方法的特点是快速、灵敏。用传统方法进行检测，一次需要耗费几天或几个星期的时间，精确度也不高。用DNA探针只需要花费一天的时间，并且能够大幅度地提高检测精度。...余下全文>>问题六：分子诊断的基本原理 分子诊断的主要技术有核酸分子杂交、聚合酶链反应和生物芯片技术。1.核酸分子杂交技术 具有一定互补序列和核苷酸单链在液相或固相中按碱基互补配对原则缔合成异质双链的过程，称为核酸分子杂交。杂交的双方是待测核酸序列和探针序列。应用该技术可对特定DNA或RNA序列进行定性或定量检测。2.聚合酶链反应（即Polymerase chain reaction，PCR） 原理：PCR是模板DNA，引物和四种脱氧核糖核昔三磷酸（dNTP）在DNA聚合酶作用下发生酶促聚合反应，扩增出所需目的DNA。包括三个基本步骤：双链DNA模板加热变性成单链（变性）；在低温下引物与单链DNA互补配对（退火）；在适宜温度下TapDNA聚合酶催化引物沿着模板DNA延伸。3.生物芯片技术是近年发展起来的分子生物学与微电子技术相结合的核酸分析检测技术。最初的生物芯片技术主要目标是用于DNA序列测定、基因表达谱鉴定和基因突变体检测和分析，所以又称为DNA芯片或基因芯片技术。由于目前这一技术已扩展至免疫反应、受体结合等非核酸领域，出现了蛋白质芯片、免疫芯片、细胞芯片、组织芯片等，所以改称生物芯片技术更符合发展趋势。