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基因序列有哪些分析方法

發布時間:2022-09-25 11:53:28

Ⅰ 已知一蛋白編碼基因的序列,請問可採用怎樣的方法分析,推測其功能

(一)用功能獲得策略鑒定基因功能,將目的基因直接導入某一細胞或個體中,使其獲得新的或更高的水平表達,通過細胞或個體生物性狀的變化來研究基因功能,常用的方法有轉基因技術和基因敲入技術。

(二)用功能失活策略鑒定基因功能,將細胞或個體的某一個基因功能部分或全部失活後,通過觀察細胞生物學行為或個體遺傳性狀表型的變化來鑒定基因的功能,常用的方法有基因敲除和基因沉默技術,前者可使基因功能完全失活,後者可使基因功能部分是禍。

(三)用隨機突變篩選策略鑒定基因功能

Ⅱ 基因檢測有哪些方法

基因檢測的方法不勝枚舉,基本的步驟是樣本的獲取(包括血液、唾液、組織樣本等)——處理(如DNA的提取與純化、文庫構建等)——序列測定——序列分析——結果解讀——報告撰寫。廣泛應用的核酸序列測定方法是直接測序法,目前最先進而且被廣泛使用的方法和儀器有第一代的Sanger測序法,第二代的高通量測序法(如美國Illumina公司的Hiseq測序儀和華大基因子公司CompleteGenomics開發的測序方法)等。目前也已出現被稱為第三代測序技術的方法,如單分子實時DNA測序法。

第一代:sanger測序
第一代的Sanger測序技術的優點是,測序讀長長,能達到800-1K bp,且測序用時短,只需要幾十分鍾即可完成一次測序,測序准確度高,目前仍是測序的金標准;缺點是通量低、成本高。

第二代:高通量測序(NGS)
第二代測序技術的優點是測序通量和效率高,成本低廉;缺點是測序讀長普遍較短,且用時較長。以目前應用最為廣泛的測序儀之一的illumina公司Hiseq2000測序儀為例,其一次測序的數據產出量可達500
Gb,但讀長為100 bp,且需要耗時14天左右。而Life technology公司的IonProton測序儀是邊合成邊通過反應體系電位的微小差別來測定鹼基序列。

第三代:單分子/納米孔測序
由於第二代技術存在短讀長和耗時長的缺陷,人們希望第三代測序技術能解決這些缺陷,所以第三代測序技術在長讀長和短耗時出發,目前尚未完全成熟,市場應用面還不算廣,而且各種測序儀之間差異較大,測序原理也是各出奇招。如Pacific Bioscience公司則是通過在PCR合成DNA的過程中,用顯微鏡檢測由熒光基團標記的dNTP反應後釋放出的熒光來測序。而一直未投產的牛津大學研發的測序儀,則是通過檢測由核酸外切酶剪切DNA時,「掉落」到檢測微孔的核苷酸來測序。

Ⅲ 基因診斷的方法有哪幾種

基因診斷(gene diagnosis)是以探測基因的存在,分析基因的類型和缺陷及其表達功能是否正常,從而達到診斷疾病的一種方法。它是繼形態學、生物化學和免疫學診斷之後的第四代診斷技術,它的誕生與發展得益於分子生物學理論和技術的迅速發展。

常用基因診斷技術:
一、Southern印跡法(Southern blot)

基本原理是:硝酸纖維膜或尼龍濾膜對單鏈DNA的吸附能力很強,當電泳後凝膠經過DNA變性處理,覆以上述濾膜,再於其上方壓上多層乾燥的吸水紙,藉助它對深鹽溶液的上吸作用,凝膠上的單鏈DNA將轉移到濾膜上。轉移是原位的,即DNA片段的位置保持不變。轉移結束後,經過80℃烘烤的DNA,將原位地固定於膜上。
當含有特定基因片段已原位轉移到膜上後,即可與同位素標記了的探針進行雜交,並將雜交的信號顯示出來。雜交通常在塑料袋中進行,袋內放置上述雜交濾膜,加入含有變性後探針的雜交溶液後,在一定溫度下讓單鏈探針DNA與固定於膜上的單鏈基因DNA分子按鹼基到互補原理充分結合。結合是特異的,例如只有β珠蛋白基因DNA才能結合上β珠蛋白的探針。雜交後,洗去膜上的未組合的探針,將Ⅹ線膠片覆於膜上,在暗盒中日光進行放射自顯影。結合了同位素標記探針的DNA片段所在部位將顯示黑色的雜交帶,基因的缺失或突變則可能導致帶的缺失或位置改變。

二、聚合酶鏈反應

近年來,基因分析和基因工程技術有了革命性的突破,這主要歸功於聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)的發展和應用。應用PCR技術可以使特定的基因或DNA片段在短短的2-3小時內體外擴增數十萬至百萬倍。擴增的片段可以直接通過電泳觀察,也可用於進一步的分析。這樣,少量的單拷貝基因不需通過同位素提高其敏感性來觀察,而通過擴增至百萬倍後直接觀察到,而且原先需要一、二周才能作出的診斷可以縮短至數小時。

三、擴增片段長度多態性

小衛星DNA和微衛星DNA的長度多態性可以通過PCR擴增後電泳來檢出,並用於致病基因的連鎖分析,這種診斷方法稱為擴增片段長度多態性(amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP)連鎖分析法。PCR擴增後,產物即等位片段之間的差別有時只有幾個核苷酸,故需用聚丙烯醯胺凝膠電泳分離鑒定。此法多用於突變性質不明的連鎖分析.

四、等位基因的特異寡核苷酸探針診斷法

當基因的突變部位和性質已完全明了時,可以合成等基因特異的寡核苷酸探針(allele-specific oligonucleotide,ASO)用同位素或非同位素標記進行診斷。探針通常為長20bp左右的核苷酸。用於探測點突變時一般需要合成兩種探針,與正常基因序列完全一致,能與之穩定地雜交,但不能與突變基因序列雜交;另一種與突變基因序列一致,能與突變基因序列穩定雜交,但不能與正常基因序列穩定雜交,這樣,就可以把只有一個鹼基發生了突變的基因區別開來.

PCR可結合ASO,即PCR-ASO技術,即先將含有突變點的基因有關片段進行體外擴增,然後再與ASO探針作點雜交,這樣大大簡化了方法,節約了時間,而且只要極少量的基因組DNA就可進行。

五、單鏈構象多態性診斷法

單鏈構象多態性(signle strand conformation polymorphism,SSCP)是指單鏈DNA由於鹼基序列的不同可引起構象差異,這種差異將造成相同或相近長度的單鏈DNA電泳遷移率不同,從而可用於DNA中單個鹼基的替代、微小的缺失或手稿的檢測。用SSCP法檢查基因突變時,通常在疑有突變的DNA片段附近設計一對引物進行PCR擴增,然後將擴增物用甲醯胺等變性,並在聚丙烯醯胺凝膠中電泳,突變所引起的DNA構象差異將表現為電泳帶位置的差異,從而可據之作出診斷。

Ⅳ 基因檢測方法有哪些

基因是遺傳的基本單元,攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列,通過復制,把遺傳信息傳遞給下一代,指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息,從而控制生物個體的性狀表達。基因檢測是通過血液、其他體液、或細胞對DNA進行檢測的技術,是取被檢測者外周靜脈血或其他組織細胞,擴增其基因信息後,通過特定設備對被檢測者細胞中的DNA分子信息作檢測,分析它所含有的基因類型和基因缺陷及其表達功能是否正常的一種方法,從而使人們能了解自己的基因信息,明確病因或預知身體患某種疾病的風險。
基因檢測可以診斷疾病,也可以用於疾病風險的預測。疾病診斷是用基因檢測技術檢測引起遺傳性疾病的突變基因。應用最廣泛的基因檢測是新生兒遺傳性疾病的檢測、遺傳疾病的診斷和某些常見病的輔助診斷。
一般有三種基因檢測方法:生化檢測、染色體分析和DNA分析。
1.生化檢測
生化檢測是通過化學手段,檢測血液、尿液、羊水或羊膜細胞樣本,檢查相關蛋白質或物質是否存在,確定是否存在基因缺陷。用於診斷某種基因缺陷,這種缺陷是因某種維持身體正常功能的蛋白質不均衡導致的,通常是檢測測試蛋白質含量。還可用於診斷苯丙酮尿症等。
2.染色體分析
染色體分析直接檢測染色體數目及結構的異常,而不是檢查某條染色體上某個基因的突變或異常。通常用來診斷胎兒的異常。
常見的染色體異常是多一條染色體,檢測用的細胞來自血液樣本,若是胎兒,則通過羊膜穿刺或絨毛膜絨毛取樣獲得細胞。將之染色,讓染色體凸顯出來,然後用高倍顯微鏡觀察是否有異常。
3.DNA分析
DNA分析主要用於識別單個基因異常引發的遺傳性疾病,如亨廷頓病等。DNA分析的細胞來自血液或胎兒細胞。
基因檢測可以分為以下五類:
1.基因篩檢
主要是針對特定團體或全體人群進行檢測。大多數通過產前或新生兒的基因檢測以達到篩檢的目的。
2.生殖性基因檢測
在進行體外人工授精階段可運用,篩檢出胚胎是否帶有基因變異,避免胎兒患有遺傳性疾病。
3.診斷性檢測
多數用來協助臨床用葯指導。
4.基因攜帶檢測
基因攜帶者如果與某些特殊基因相結合,可能會導致下一代患基因疾病,通過基因攜帶者的檢測可篩檢出此種可能,作為基因攜帶者婚前檢查、生育時的參考。
5.症狀出現前的檢測
檢測目的是了解健康良好者是否帶有某種突變基因,而此基因與特定疾病的發生有密切的聯系。
臨床意義
1.用於疾病的診斷
如對結核桿菌感染的診斷,以前主要依靠痰、糞便或血液培養,整個檢驗流程需要在兩周以上,採用基因診斷的方法,不僅敏感性大大提高,而且在短時間內就能得到結果。
2.了解自身是否有家族性疾病的致病基因,預測患病風險
資料證實10%~15%的癌症與遺傳有關,糖尿病、心腦血管疾病等多種疾病都與遺傳因素有關。如具有癌症或多基因遺傳病(如老年痴呆、高血壓、糖尿病等)的人可找出致病的遺傳基因,就能夠有針對性地調整生活方式,預防或者延緩疾病的發生。
3.正確選擇葯物,避免濫用葯物和葯物不良反應
由於個體遺傳基因上的差異,不同的人對外來物質產生的反應也會有所不同,因此部分患者使用正常劑量的葯物時,可能會出現葯物過敏、紅腫發疹的現象。根據基因檢測的結果,可制定特定的治療方案,從而科學地指導使用葯物,避免葯物毒副反應。

如何分析基因序列

1、雙序列比對需要BLAST,NCBI上有,也可以在網路搜索本地版的下載下來。

2、多序列比對需要cluxtal X軟體, 要把所有基因序列fasta格式放在一起,需要輸入所有序列的fasta格式,然後進行多序列聯配。

Ⅵ 基因檢測有哪些方法

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基因檢測的方法不勝枚舉,基本的步驟是樣本的獲取(包括血液、唾液、組織樣本等)——處理(如DNA的提取與純化、文庫構建等)——序列測定——序列分析——結果解讀——報告撰寫。廣泛應用的核酸序列測定方法是直接測序法,目前最先進而且被廣泛使用的方法和儀器有第一代的Sanger測序法,第二代的高通量測序法(如美國Illumina公司的Hiseq測序儀和華大基因子公司CompleteGenomics開發的測序方法)等。目前也已出現被稱為第三代測序技術的方法,如單分子實時DNA測序法。

第一代:sanger測序

第一代的Sanger測序技術的優點是,測序讀長長,能達到800-1K bp,且測序用時短,只需要幾十分鍾即可完成一次測序,測序准確度高,目前仍是測序的金標准;缺點是通量低、成本高。

第二代:高通量測序(NGS)

第二代測序技術的優點是測序通量和效率高,成本低廉;缺點是測序讀長普遍較短,且用時較長。以目前應用最為廣泛的測序儀之一的illumina公司Hiseq2000測序儀為例,其一次測序的數據產出量可達500
Gb,但讀長為100 bp,且需要耗時14天左右。而Life technology公司的IonProton測序儀是邊合成邊通過反應體系電位的微小差別來測定鹼基序列。

第三代:單分子/納米孔測序

由於第二代技術存在短讀長和耗時長的缺陷,人們希望第三代測序技術能解決這些缺陷,所以第三代測序技術在長讀長和短耗時出發,目前尚未完全成熟,市場應用面還不算廣,而且各種測序儀之間差異較大,測序原理也是各出奇招。如Pacific Bioscience公司則是通過在PCR合成DNA的過程中,用顯微鏡檢測由熒光基團標記的dNTP反應後釋放出的熒光來測序。而一直未投產的牛津大學研發的測序儀,則是通過檢測由核酸外切酶剪切DNA時,「掉落」到檢測微孔的核苷酸來測序。

Ⅶ 基因序列比較怎麼分析

基因序列比較怎麼分析
測序得到基因序列後一般都需要進行序列比對,看和目的序列的差異情況,常用的軟體有DNAman,還有invitrogen的vectorVI也不錯。此外還可以直接在網上進行比對,推薦NCBI網站的BLAST可以直接網上進行。

不用擔心,多熟悉幾遍就可以操作了,很簡單的,要對自己有信心,加油!

Ⅷ 基因分析的方法

高等真核生物的基因組一般具有80 000~100 000個基因,而每一個細胞大約只表達其中的15%〔1〕。基因在不同細胞間及不同生長階段的選擇性表達決定了生命活動的多樣性,如發育與分化、衰老與死亡、內環境穩定、細胞周期調控等。比較細胞間基因表達的差異為我們揭示生命活動的規律提供了依據。

由於真核細胞 mRNA 3′端一般含有 poly( a)尾,因此現有的方法基本上都是利用共同引物將不同的 mRNA反轉錄成 cDNA,以 cDNA為對象研究基因表達的差異。1992年 Liang等〔2〕建立了一種差異顯示反轉錄 pCR法( differential display reverse transcription PCR, dDRT-PCR),為檢測成批基因表達的差異開辟了新天地。迄今為止已出現了大量應用該技術的研究報道〔3,4〕。然而,盡管應用 dDRT-PCR方法已經取得了不少成果,而且該方法還在不斷改進之中,但它仍然存在幾個難以解決的問題:(1)重復率低,至少有20%的差異條帶不能被准確重復〔5〕;(2)假陽性率可以高達90%〔6〕;(3)獲得的差異表達序列極少包含編碼信息。近年來,針對 dDRT-PCR方法的不足,又有幾種新的檢測差異表達基因的方法出現,現僅就這方面的進展做一簡要介紹。

1.基因表達指紋( gene expression fingerprinting, gEF): gEF技術使用生物素標記的引物 bio-T13合成 cDNA第一鏈,用 dGTP對其進行末端加尾,再以富含 c的引物引發合成 cDNA第二鏈。用限制性內切酶消化雙鏈 cDNA,以交聯有抗生物素蛋白的微球捕獲 cDNA3′端,以 t4DNA連接酶連接同前述內切酶相對應的適配子,並以 bio-T13及適配子中的序列作為新的引物進行特異的 pCR擴增,得到大量的特異 cDNA片段。適配子末端被32P-dATP標記後,固定於微球上的 cDNA片段經過一系列酶切,產生的酶切片段從微球表面釋放出來,其中那些含有標記末端的片段經凝膠電泳後構成 mRNA指紋圖譜。通過分析不同細胞間的指紋圖譜就能得到差異表達的序列〔7〕。 gEF技術所需的工作量較 dDRT-PCR明顯減少,由於用酶切反應替代了條件不嚴格的 pCR反應,其重復性也較好,假陽性率低,並且所獲得的片段中包含有一定的編碼信息。 gEF技術最大的缺點在於電泳技術的局限。由於它的指紋圖譜要顯示在同一塊電泳膠上,經過幾輪酶切之後常會得到1 000~2 000條電泳帶,而現有的 pAGE電泳很少能分辨超過400條帶,故只有15%~30%的 mRNA能夠被辨認出來,因此得到的只能是高表達基因。如果希望尋找部分新基因,這是一種比較簡單有效的方法;如果希望得到有關某種細胞的基因表達譜,可能比較困難;採用雙向電泳技術可能會有所幫助〔8〕。

2.基因表達系統分析( serial analysis of gene expression, sAGE): sAGE法的建立基於兩條理論。首先,一段來自某個轉錄子確定位置的核苷酸,其長度只要有9~10個 bp,就能夠特異地確認該轉錄子。第二,對短片段標簽的鏈接有利於在同一克隆中對多個標簽測序。 sAGE也是用生物素標記的 bio-Oligo(dT)為引物合成雙鏈 cDNA,然後以限制酶(錨定酶)進行酶切,捕獲 cDNA3′端。在此處產物被分為兩部分,分別與包含有 iIS型內切酶(標簽酶)位點的 a、 b連接子相接。 iIS型內切酶的特點是作用位點處於識別位點之外。這樣經過酶切,就有可能得到只有9~10bp的標簽序列。每兩個標簽的鈍端結合後成為 pCR的模板,以基於 a、 b連接子的引物進行 pCR反應的結果是得到了大量每條包含兩個不同來源標簽的序列,接下來再用錨定酶酶切、連接,就能將多個不同的標簽鏈接在一起(大約為每條包含數十個不同來源的標簽),克隆至質粒載體中後集中測序〔9,10〕。 sAGE的最終結果是通過計算機統計得到的,根據某個標簽出現頻率的高低來判斷並計算其所屬基因表達的豐度。對於在資料庫中找不到對應序列的標簽,還可以利用13bp的寡核苷酸探針(9bp加上錨定酶識別位點的4bp)對 cDNA文庫進行篩選,以尋找新基因。 sAGE可以檢測不同細胞間已知基因表達的具體差異,精確到每個細胞中大約有多少拷貝,可以建立較全面的基因表達譜,系統地分析基因表達的差異。它的缺點在於工作量非常大,有大量的測序及計算機分析任務;而且,對於尋找新基因而言,僅用長度為13bp的寡核苷酸探針篩選 cDNA文庫是很不嚴格的,根據我們的經驗,往往是假陽性結果居多。

3 . cDNA3′端限制酶切片段顯示( display of 3′ end restriction fragments of cDNAs):cDNA3′端 rFD利用帶有「踵」結構的錨定 oligo(dT)引物合成 cDNA第一鏈,以 okayama和 berg的置換法合成 cDNA第二鏈,然後將雙鏈 cDNA以限制酶消化。本方法的適配子由 a1和 a2兩條寡核苷酸構成,其序列與所用限制酶識別位點相符合,先將 a2的5′端磷酸化,再加入 a1退火,就會形成一個 y型結構;把 y型適配子與酶切後的 cDNA片段相連接,以適配子及錨定引物中所含序列為特異引物進行 pCR反應,則只有 cDNA3′末端的一段被擴增出來,這時的產物可用凝膠電泳表示出來構成差異表達圖譜。對於每次切割6bp的限制酶來說,每種大概只能切割8%的 cDNA,因此至少需要12種以上的限制酶才能使所有 cDNA都顯示出來〔11〕。 cDNA3′端 rFD與 gEF的思路比較相似,由於它利用多種限制酶進行酶切,因此不會象 gEF因凝膠電泳解析度不夠而漏掉信息。它的重復性較好,假陽性率低,尤其是對於已知基因,可以根據選擇內切酶的作用位點確定該基因在凝膠電泳中的位置並判斷其含量,從而避免了進一步的分析。對於精力有限的研究人員,這可能是個值得一試的方法。 cDNA3′端 rFD方法也存在一些和 dDRT-PCR相類似的缺點,它得到的片段中包含的編碼信息比較少,需要多花一些時間對所得到的差異條帶進一步分析。

4.分子指數的 rNA指紋( rNA fingerprinting by molecular indexing, mI):MI是一種能夠較好地顯示 mRNA中編碼序列的方法。它利用Ⅱ s型內切酶的作用位點在識別位點之外可以形成一個4bp的突出端的特點,設計43共64種(最外側一個核苷酸隨機)適配子,使得獲取編碼序列片段成為可能。首先是以常規方法合成雙鏈 cDNA,用Ⅱ類限制酶進行酶切後連接5′端磷酸化的相應適配子,再以Ⅱ s類

Ⅸ 常用的基因診斷技術方法有哪些

基因直接診斷
直接檢查致病基因本身的異常。它通常使用基因本身或緊鄰的DNA序列作為探針,或通過PCR擴增產物,以探查基因無突變、缺失、退化等異常及其性質,這稱為直接基因診斷,它適用已知基因異常的疾病;
基因間接診斷
SSCP、AMP-FLP等技術均可用於連鎖分析。

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