南方医科大学：《生物化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）分子生物学应用概述

学习者必须自己去发现和转换 知识掌握概率 复杂的信息，从而构建出自己 讲座 的理论框架和思维方式 5%a ◆情境 阅读 10% 视听教学 20以% ◆协作 演示 30% ◆会话 小组讨论 50% ◆意义建构 实践应用 75% 给他人讲授 80% ◆认知心理学 学习金字塔

人体与疾病 基因 炎症 肠道菌群 免疫 疾病

人体与疾病 肠道菌群 免疫 疾病 基因 炎症

疾病（感染性、遗传性、复杂性） 原因（基因、蛋白、通路） 预防（黄帝内经） 诊断 治疗 预后

疾病(感染性、遗传性、复杂性） 原因（基因、蛋白、通路） 预防（黄帝内经） 诊断 治疗 预后

Southern Northern Wesrtern 基因芯片 基因芯片 双向电泳 荧光定量PCR 荧光定量PCR 蛋白芯片 测序 测序 DNA→RNA 蛋白质 检测方法

Northern 基因芯片 荧光定量PCR 测序 检测方法 Wesrtern 双向电泳 蛋白芯片 Southern 基因芯片 荧光定量PCR 测序 DNA RNA 蛋白质

基因检测不等于基因测序 基因检测 基因诊断 基因检测 PCR FISH 代测序 (Sangeri测序) 芯片技术 IXI 二代测序 (illumina/八ife Tech） 基因测序 三代测序 (单分子测序)》

基因检测 基因诊断

几种检测方式的区别 检 测 PCR FISH 芯片技术 基因测序 通过已知序列去调查 把基因上的碱基序列 特定确定的片段序列 一个一个的测出来 或位点的有或无 相比较而言，基因测序的精准度最高，随着基因测序的成本下降，测序 技术将运用更加广泛，目前应用最广的是二代测序，即NGS

技术 优势 劣势 与常规PCR相比，不需开盖处理， 只能够通过标准曲线和标准品 实时荧光 可以有效解决PCR污染问题，具有 进行相对定量，无法做到精准 PCR 高自动化、高特异性、和高灵敏度 绝对定量 的特点 PCR 由于每一反应体系中仅含有一个拷 检测系统成本高，通量有限， 数字PCR 贝目标分子，降低了检测噪音影 操作繁琐 响，大幅提高了检测灵敏度 可一次性对几十万条到几百万条 实验操作较复杂，数据分析难 NGS DNA分子进行序列测定 度大，检测成本较高 不能达到100%杂交，操作繁 特异性较好，可在组织上进行原位 FISH 琐、耗时长、需要经验丰富的 检测 人员来完成

方法 技术优点 技术缺点 ①最初的PCR技术所采用的核酸染料 会对实验人员和环境造成伤害 种用于放大扩增特定的DNA 第一代 ②P(CR完成之后需要开盖检测 片段的分子生物学技术，可看作 PCR 容易发生污染造成假阳性结果 是生物体外的特殊DNA复制 ③检测耗时长，操作麻烦，容易出错 ④只能做定性检测 ①不同厂家的试剂和设备所产生的Cq值 有一定差异，不具可比性 ①污染风险低 第二代 ②存在背景值影响，结果易产生偏差 ②操作流程更简单、经济高效 q-PCR ③低拷贝DNA往往难以检测 ③样品加样量少 ④当反应体系中有PCR抑制物存在时 常规的PCR体系经常会受到影响 ①灵敏度更高：dPCR将传统 ①模板质量要求较高：dPCR的模板童超过 PCR反应分割成了数万个体系， 微体系量会导致无法定量，过少会导致信号 这些体系独立扩增与检测 过低，降低定量准确度 第三代 ②定量更准确 ②非特异性产物的判断：无论PCR产物是 d-PCR ③抗千扰能力更强：dPCR检测 否是特异性产物，只要荧光信号足够强，也 的是终点荧光，即使微体系稍微 是会判读为阳性结果。因此dPCR的引物特 影响，也不影响最终结果的荆读 异性要求极高

吴贸 细胞核 韁 生物体 基因测序，或称DNA测序，是指分析特定DNA片段的减基序列 ■腺嘌哈(A)■胸腺嘘啶(T)■胞嘘啶(C)■乌嘌龄的(G) 测定DNA上的排列方式

DNA测序技术的历史 Single molecule Real Dme(SMRT) Heliscope (2009) PCR (2008) DNA双螺旋 1983 3700 (1953) Nanopore 中心法则 (1998) (2008) 1958 荧光ddNTP Ion PGM 第一台商用 (2010) 遗传密码 自动测序仪 1966 (1987) 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 454 化学降解 毛细管电泳 (2005) DNA是遗 和Sanger Sequencer GeXP 传物质 (1977) (1996) (2010 Solid System (1952 第一台自动 (2007) 测序仪 (1986 DNA重组技 Illumina 术 (2006 (1974 自沃森和克里克在1953年建立DNA双螺旋结构以来，整个测序技术的发展历程