当前课程知识点:普通生物学 >  第二章 分子生物学基础 >  第三节 生物技术及其应用 >  2.3.2 DNA芯片技术

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2.3.2 DNA芯片技术在线视频

2.3.2 DNA芯片技术

下一节:2.3.3 聚合酶链式反应

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2.3.2 DNA芯片技术课程教案、知识点、字幕

DNA芯片技术

或者也叫( Microarray) 技术

实际上是上世纪九十年代

才发展起来的新技术

它实际是把所有的探针分子

是固定在一个支持物上

然后再与带有荧光标记的

DNA样品或者RNA样品分子进行杂交

然而通过检测每一个探针分子的

上杂交信号强度

从而获取

样品分子的数量和序列的信息

我们可以全基因组DNA芯片技术为一个例子

给大家们介绍一下

芯片技术是怎么样做的

首先

芯片

的大小实际上是

和我们所熟悉的

显微镜载玻片的大小

是非常类似的这是最早的时候

它们实际上就是利用了

载玻片来去做这个实验

最初的芯片是在这么大的

载玻片上

排列了几千到几万个不同的探针

而全基因组芯片的设计

它是把探针

是怎么样设计的呢

实际上是根据基因组中DNA的序列

然后呢把它们变成了一段段小的

寡聚核苷酸链

这些小段的寡聚核苷酸链加起来

每个都是一小段一小段一小段

连续起来就变成整个基因组中所有的地方

然后它们把这些小的寡聚核苷酸链

按照一定规律把它排布在这个玻璃片上

形成了一个阵列

所以阵列中的每一个小点

它都是一个探针

然后有成百上千条这样的

短链的引物所组成

所以你可以想象

把整个一个人的基因组

都可以把它放在这么一张

很小的芯片上去

这样分析起来就会非常非常的方便

其次

那么有了这个探针

你想要检测某一个样品

比如说你看到一个病人

你希望知道

他和正常人之间

在基因转录上存在一个什么样的差异

那么你想要用这个

芯片技术来去检测它

那你该怎么做呢

其实很简单

你需要做的是第一

从病人体内

以及

你需要从一些正常人的体内

去提取

这样的总RNA因为你不然

没办法知道

哪些基因的表达是正常的哪些是不正常的

所以你希望看到的

是通过病人和正常人之间的比较

然后来看 这些表达上的差异

当你把

RNA分别从正常人和病人中提取出来以后

你可以通过体外的办法合成cDNA

然后分别进行不同的标记

比如你把正常人的cDNA标记为红色荧光

然后把病人cDNA标记为绿色荧光

然后把这两种样品混合在一起

然后放在芯片上在特定的条件下进行杂交

然后进行清洗

然后最后呢

因为这个阵列这个芯片很小

这上面的阵列你是没有办法用肉眼

去看也不能用普通的扫描仪去看

所以你需要一种特殊的扫描仪

对芯片上的荧光进行扫描。

那么你能看到一个结果就像图中所示

你可以看到这上面有一个点

有红的有黄的有绿的

为什么有这样的点呢

假设

如果一个基因

在正常人和病人中的

它们表达水平是差不多的

那么总RNA中

这个基因编码的

mRNA的数目也应该差不多

然后通过反转录以后

我们获得的cDNA的量

在两个样品中也应该接近

所以被两种荧光标记的

cDNA分子应该数目差不多

然后在杂交过程中

实际上我们把这两种分子混合在一起

然后来自这两种样品的cDNA

实际上它们都可以随机的

和芯片上

对应的这个探针进行杂交

而这个探针实际上由

几百上千这样的短的oligo

所以说你有很多很多这样标记的分子杂交上去

那么最后的结果就是说

它们都是随机的

杂交到那上面去

所以最后

得到的

实际上是

1:1的比例

接近于1:1的比例和探针结合

而因为我们知道

一半的cDNA是

被我们标记有红色荧光

另一半被标记为绿色荧光

那么我们如果把这两个荧光同时放在一起

我们就可以看到一个黄色的点

这就是芯片上面扫描结果出来以后

我们看到的

黄色的点代表这个位置的

所以

芯片扫描出来的图像中

黄色的点

就代表在这个位置上

它的cDNA的数量在两个样品中是相当的

也就是说这个基因的表达

是在两个样品中是非常类似的

而如果

一个基因它只在一个样品

比如说正常人或者在病人中表达

那么你最后扫描后得到的

对应的 这个基因的探针

他就只会显示出来一个颜色

如果是在

正常人中表达

那么它也许就显示出来是个红色

如果只在病人中表达

那么它就显示出来绿色

所以这些红色和绿色的点

就意味着

是在这两个样品中

得到了差异性表达的基因

所以利用DNA芯片技术

经过最后计算机的

分析处理以后

可以在一次实验中

寻找到

两个样品之间在

基因表达上的所有差距

所以就可以极大的提高人们寻找

不同条件下差异表达基因的能力

而且整个的操作过程

相对来说非常简单

所以

这个芯片技术

可以用于大规模筛查

由基因突变而引起的疾病

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绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

2.3.2 DNA芯片技术笔记与讨论

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