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基因序列有哪些分析方法

发布时间:2022-09-25 11:53:28

Ⅰ 已知一蛋白编码基因的序列,请问可采用怎样的方法分析,推测其功能

(一)用功能获得策略鉴定基因功能,将目的基因直接导入某一细胞或个体中,使其获得新的或更高的水平表达,通过细胞或个体生物性状的变化来研究基因功能,常用的方法有转基因技术和基因敲入技术。

(二)用功能失活策略鉴定基因功能,将细胞或个体的某一个基因功能部分或全部失活后,通过观察细胞生物学行为或个体遗传性状表型的变化来鉴定基因的功能,常用的方法有基因敲除和基因沉默技术,前者可使基因功能完全失活,后者可使基因功能部分是祸。

(三)用随机突变筛选策略鉴定基因功能

Ⅱ 基因检测有哪些方法

基因检测的方法不胜枚举,基本的步骤是样本的获取(包括血液、唾液、组织样本等)——处理(如DNA的提取与纯化、文库构建等)——序列测定——序列分析——结果解读——报告撰写。广泛应用的核酸序列测定方法是直接测序法,目前最先进而且被广泛使用的方法和仪器有第一代的Sanger测序法,第二代的高通量测序法(如美国Illumina公司的Hiseq测序仪和华大基因子公司CompleteGenomics开发的测序方法)等。目前也已出现被称为第三代测序技术的方法,如单分子实时DNA测序法。

第一代:sanger测序
第一代的Sanger测序技术的优点是,测序读长长,能达到800-1K bp,且测序用时短,只需要几十分钟即可完成一次测序,测序准确度高,目前仍是测序的金标准;缺点是通量低、成本高。

第二代:高通量测序(NGS)
第二代测序技术的优点是测序通量和效率高,成本低廉;缺点是测序读长普遍较短,且用时较长。以目前应用最为广泛的测序仪之一的illumina公司Hiseq2000测序仪为例,其一次测序的数据产出量可达500
Gb,但读长为100 bp,且需要耗时14天左右。而Life technology公司的IonProton测序仪是边合成边通过反应体系电位的微小差别来测定碱基序列。

第三代:单分子/纳米孔测序
由于第二代技术存在短读长和耗时长的缺陷,人们希望第三代测序技术能解决这些缺陷,所以第三代测序技术在长读长和短耗时出发,目前尚未完全成熟,市场应用面还不算广,而且各种测序仪之间差异较大,测序原理也是各出奇招。如Pacific Bioscience公司则是通过在PCR合成DNA的过程中,用显微镜检测由荧光基团标记的dNTP反应后释放出的荧光来测序。而一直未投产的牛津大学研发的测序仪,则是通过检测由核酸外切酶剪切DNA时,“掉落”到检测微孔的核苷酸来测序。

Ⅲ 基因诊断的方法有哪几种

基因诊断(gene diagnosis)是以探测基因的存在,分析基因的类型和缺陷及其表达功能是否正常,从而达到诊断疾病的一种方法。它是继形态学、生物化学和免疫学诊断之后的第四代诊断技术,它的诞生与发展得益于分子生物学理论和技术的迅速发展。

常用基因诊断技术:
一、Southern印迹法(Southern blot)

基本原理是:硝酸纤维膜或尼龙滤膜对单链DNA的吸附能力很强,当电泳后凝胶经过DNA变性处理,覆以上述滤膜,再于其上方压上多层干燥的吸水纸,借助它对深盐溶液的上吸作用,凝胶上的单链DNA将转移到滤膜上。转移是原位的,即DNA片段的位置保持不变。转移结束后,经过80℃烘烤的DNA,将原位地固定于膜上。
当含有特定基因片段已原位转移到膜上后,即可与同位素标记了的探针进行杂交,并将杂交的信号显示出来。杂交通常在塑料袋中进行,袋内放置上述杂交滤膜,加入含有变性后探针的杂交溶液后,在一定温度下让单链探针DNA与固定于膜上的单链基因DNA分子按碱基到互补原理充分结合。结合是特异的,例如只有β珠蛋白基因DNA才能结合上β珠蛋白的探针。杂交后,洗去膜上的未组合的探针,将Ⅹ线胶片覆于膜上,在暗盒中日光进行放射自显影。结合了同位素标记探针的DNA片段所在部位将显示黑色的杂交带,基因的缺失或突变则可能导致带的缺失或位置改变。

二、聚合酶链反应

近年来,基因分析和基因工程技术有了革命性的突破,这主要归功于聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)的发展和应用。应用PCR技术可以使特定的基因或DNA片段在短短的2-3小时内体外扩增数十万至百万倍。扩增的片段可以直接通过电泳观察,也可用于进一步的分析。这样,少量的单拷贝基因不需通过同位素提高其敏感性来观察,而通过扩增至百万倍后直接观察到,而且原先需要一、二周才能作出的诊断可以缩短至数小时。

三、扩增片段长度多态性

小卫星DNA和微卫星DNA的长度多态性可以通过PCR扩增后电泳来检出,并用于致病基因的连锁分析,这种诊断方法称为扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP)连锁分析法。PCR扩增后,产物即等位片段之间的差别有时只有几个核苷酸,故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离鉴定。此法多用于突变性质不明的连锁分析.

四、等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法

当基因的突变部位和性质已完全明了时,可以合成等基因特异的寡核苷酸探针(allele-specific oligonucleotide,ASO)用同位素或非同位素标记进行诊断。探针通常为长20bp左右的核苷酸。用于探测点突变时一般需要合成两种探针,与正常基因序列完全一致,能与之稳定地杂交,但不能与突变基因序列杂交;另一种与突变基因序列一致,能与突变基因序列稳定杂交,但不能与正常基因序列稳定杂交,这样,就可以把只有一个碱基发生了突变的基因区别开来.

PCR可结合ASO,即PCR-ASO技术,即先将含有突变点的基因有关片段进行体外扩增,然后再与ASO探针作点杂交,这样大大简化了方法,节约了时间,而且只要极少量的基因组DNA就可进行。

五、单链构象多态性诊断法

单链构象多态性(signle strand conformation polymorphism,SSCP)是指单链DNA由于碱基序列的不同可引起构象差异,这种差异将造成相同或相近长度的单链DNA电泳迁移率不同,从而可用于DNA中单个碱基的替代、微小的缺失或手稿的检测。用SSCP法检查基因突变时,通常在疑有突变的DNA片段附近设计一对引物进行PCR扩增,然后将扩增物用甲酰胺等变性,并在聚丙烯酰胺凝胶中电泳,突变所引起的DNA构象差异将表现为电泳带位置的差异,从而可据之作出诊断。

Ⅳ 基因检测方法有哪些

基因是遗传的基本单元,携带有遗传信息的DNA或RNA序列,通过复制,把遗传信息传递给下一代,指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表达。基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术,是取被检测者外周静脉血或其他组织细胞,扩增其基因信息后,通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测,分析它所含有的基因类型和基因缺陷及其表达功能是否正常的一种方法,从而使人们能了解自己的基因信息,明确病因或预知身体患某种疾病的风险。
基因检测可以诊断疾病,也可以用于疾病风险的预测。疾病诊断是用基因检测技术检测引起遗传性疾病的突变基因。应用最广泛的基因检测是新生儿遗传性疾病的检测、遗传疾病的诊断和某些常见病的辅助诊断。
一般有三种基因检测方法:生化检测、染色体分析和DNA分析。
1.生化检测
生化检测是通过化学手段,检测血液、尿液、羊水或羊膜细胞样本,检查相关蛋白质或物质是否存在,确定是否存在基因缺陷。用于诊断某种基因缺陷,这种缺陷是因某种维持身体正常功能的蛋白质不均衡导致的,通常是检测测试蛋白质含量。还可用于诊断苯丙酮尿症等。
2.染色体分析
染色体分析直接检测染色体数目及结构的异常,而不是检查某条染色体上某个基因的突变或异常。通常用来诊断胎儿的异常。
常见的染色体异常是多一条染色体,检测用的细胞来自血液样本,若是胎儿,则通过羊膜穿刺或绒毛膜绒毛取样获得细胞。将之染色,让染色体凸显出来,然后用高倍显微镜观察是否有异常。
3.DNA分析
DNA分析主要用于识别单个基因异常引发的遗传性疾病,如亨廷顿病等。DNA分析的细胞来自血液或胎儿细胞。
基因检测可以分为以下五类:
1.基因筛检
主要是针对特定团体或全体人群进行检测。大多数通过产前或新生儿的基因检测以达到筛检的目的。
2.生殖性基因检测
在进行体外人工授精阶段可运用,筛检出胚胎是否带有基因变异,避免胎儿患有遗传性疾病。
3.诊断性检测
多数用来协助临床用药指导。
4.基因携带检测
基因携带者如果与某些特殊基因相结合,可能会导致下一代患基因疾病,通过基因携带者的检测可筛检出此种可能,作为基因携带者婚前检查、生育时的参考。
5.症状出现前的检测
检测目的是了解健康良好者是否带有某种突变基因,而此基因与特定疾病的发生有密切的联系。
临床意义
1.用于疾病的诊断
如对结核杆菌感染的诊断,以前主要依靠痰、粪便或血液培养,整个检验流程需要在两周以上,采用基因诊断的方法,不仅敏感性大大提高,而且在短时间内就能得到结果。
2.了解自身是否有家族性疾病的致病基因,预测患病风险
资料证实10%~15%的癌症与遗传有关,糖尿病、心脑血管疾病等多种疾病都与遗传因素有关。如具有癌症或多基因遗传病(如老年痴呆、高血压、糖尿病等)的人可找出致病的遗传基因,就能够有针对性地调整生活方式,预防或者延缓疾病的发生。
3.正确选择药物,避免滥用药物和药物不良反应
由于个体遗传基因上的差异,不同的人对外来物质产生的反应也会有所不同,因此部分患者使用正常剂量的药物时,可能会出现药物过敏、红肿发疹的现象。根据基因检测的结果,可制定特定的治疗方案,从而科学地指导使用药物,避免药物毒副反应。

如何分析基因序列

1、双序列比对需要BLAST,NCBI上有,也可以在网络搜索本地版的下载下来。

2、多序列比对需要cluxtal X软件, 要把所有基因序列fasta格式放在一起,需要输入所有序列的fasta格式,然后进行多序列联配。

Ⅵ 基因检测有哪些方法

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基因检测的方法不胜枚举,基本的步骤是样本的获取(包括血液、唾液、组织样本等)——处理(如DNA的提取与纯化、文库构建等)——序列测定——序列分析——结果解读——报告撰写。广泛应用的核酸序列测定方法是直接测序法,目前最先进而且被广泛使用的方法和仪器有第一代的Sanger测序法,第二代的高通量测序法(如美国Illumina公司的Hiseq测序仪和华大基因子公司CompleteGenomics开发的测序方法)等。目前也已出现被称为第三代测序技术的方法,如单分子实时DNA测序法。

第一代:sanger测序

第一代的Sanger测序技术的优点是,测序读长长,能达到800-1K bp,且测序用时短,只需要几十分钟即可完成一次测序,测序准确度高,目前仍是测序的金标准;缺点是通量低、成本高。

第二代:高通量测序(NGS)

第二代测序技术的优点是测序通量和效率高,成本低廉;缺点是测序读长普遍较短,且用时较长。以目前应用最为广泛的测序仪之一的illumina公司Hiseq2000测序仪为例,其一次测序的数据产出量可达500
Gb,但读长为100 bp,且需要耗时14天左右。而Life technology公司的IonProton测序仪是边合成边通过反应体系电位的微小差别来测定碱基序列。

第三代:单分子/纳米孔测序

由于第二代技术存在短读长和耗时长的缺陷,人们希望第三代测序技术能解决这些缺陷,所以第三代测序技术在长读长和短耗时出发,目前尚未完全成熟,市场应用面还不算广,而且各种测序仪之间差异较大,测序原理也是各出奇招。如Pacific Bioscience公司则是通过在PCR合成DNA的过程中,用显微镜检测由荧光基团标记的dNTP反应后释放出的荧光来测序。而一直未投产的牛津大学研发的测序仪,则是通过检测由核酸外切酶剪切DNA时,“掉落”到检测微孔的核苷酸来测序。

Ⅶ 基因序列比较怎么分析

基因序列比较怎么分析
测序得到基因序列后一般都需要进行序列比对,看和目的序列的差异情况,常用的软件有DNAman,还有invitrogen的vectorVI也不错。此外还可以直接在网上进行比对,推荐NCBI网站的BLAST可以直接网上进行。

不用担心,多熟悉几遍就可以操作了,很简单的,要对自己有信心,加油!

Ⅷ 基因分析的方法

高等真核生物的基因组一般具有80 000~100 000个基因,而每一个细胞大约只表达其中的15%〔1〕。基因在不同细胞间及不同生长阶段的选择性表达决定了生命活动的多样性,如发育与分化、衰老与死亡、内环境稳定、细胞周期调控等。比较细胞间基因表达的差异为我们揭示生命活动的规律提供了依据。

由于真核细胞 mRNA 3′端一般含有 poly( a)尾,因此现有的方法基本上都是利用共同引物将不同的 mRNA反转录成 cDNA,以 cDNA为对象研究基因表达的差异。1992年 Liang等〔2〕建立了一种差异显示反转录 pCR法( differential display reverse transcription PCR, dDRT-PCR),为检测成批基因表达的差异开辟了新天地。迄今为止已出现了大量应用该技术的研究报道〔3,4〕。然而,尽管应用 dDRT-PCR方法已经取得了不少成果,而且该方法还在不断改进之中,但它仍然存在几个难以解决的问题:(1)重复率低,至少有20%的差异条带不能被准确重复〔5〕;(2)假阳性率可以高达90%〔6〕;(3)获得的差异表达序列极少包含编码信息。近年来,针对 dDRT-PCR方法的不足,又有几种新的检测差异表达基因的方法出现,现仅就这方面的进展做一简要介绍。

1.基因表达指纹( gene expression fingerprinting, gEF): gEF技术使用生物素标记的引物 bio-T13合成 cDNA第一链,用 dGTP对其进行末端加尾,再以富含 c的引物引发合成 cDNA第二链。用限制性内切酶消化双链 cDNA,以交联有抗生物素蛋白的微球捕获 cDNA3′端,以 t4DNA连接酶连接同前述内切酶相对应的适配子,并以 bio-T13及适配子中的序列作为新的引物进行特异的 pCR扩增,得到大量的特异 cDNA片段。适配子末端被32P-dATP标记后,固定于微球上的 cDNA片段经过一系列酶切,产生的酶切片段从微球表面释放出来,其中那些含有标记末端的片段经凝胶电泳后构成 mRNA指纹图谱。通过分析不同细胞间的指纹图谱就能得到差异表达的序列〔7〕。 gEF技术所需的工作量较 dDRT-PCR明显减少,由于用酶切反应替代了条件不严格的 pCR反应,其重复性也较好,假阳性率低,并且所获得的片段中包含有一定的编码信息。 gEF技术最大的缺点在于电泳技术的局限。由于它的指纹图谱要显示在同一块电泳胶上,经过几轮酶切之后常会得到1 000~2 000条电泳带,而现有的 pAGE电泳很少能分辨超过400条带,故只有15%~30%的 mRNA能够被辨认出来,因此得到的只能是高表达基因。如果希望寻找部分新基因,这是一种比较简单有效的方法;如果希望得到有关某种细胞的基因表达谱,可能比较困难;采用双向电泳技术可能会有所帮助〔8〕。

2.基因表达系统分析( serial analysis of gene expression, sAGE): sAGE法的建立基于两条理论。首先,一段来自某个转录子确定位置的核苷酸,其长度只要有9~10个 bp,就能够特异地确认该转录子。第二,对短片段标签的链接有利于在同一克隆中对多个标签测序。 sAGE也是用生物素标记的 bio-Oligo(dT)为引物合成双链 cDNA,然后以限制酶(锚定酶)进行酶切,捕获 cDNA3′端。在此处产物被分为两部分,分别与包含有 iIS型内切酶(标签酶)位点的 a、 b连接子相接。 iIS型内切酶的特点是作用位点处于识别位点之外。这样经过酶切,就有可能得到只有9~10bp的标签序列。每两个标签的钝端结合后成为 pCR的模板,以基于 a、 b连接子的引物进行 pCR反应的结果是得到了大量每条包含两个不同来源标签的序列,接下来再用锚定酶酶切、连接,就能将多个不同的标签链接在一起(大约为每条包含数十个不同来源的标签),克隆至质粒载体中后集中测序〔9,10〕。 sAGE的最终结果是通过计算机统计得到的,根据某个标签出现频率的高低来判断并计算其所属基因表达的丰度。对于在数据库中找不到对应序列的标签,还可以利用13bp的寡核苷酸探针(9bp加上锚定酶识别位点的4bp)对 cDNA文库进行筛选,以寻找新基因。 sAGE可以检测不同细胞间已知基因表达的具体差异,精确到每个细胞中大约有多少拷贝,可以建立较全面的基因表达谱,系统地分析基因表达的差异。它的缺点在于工作量非常大,有大量的测序及计算机分析任务;而且,对于寻找新基因而言,仅用长度为13bp的寡核苷酸探针筛选 cDNA文库是很不严格的,根据我们的经验,往往是假阳性结果居多。

3 . cDNA3′端限制酶切片段显示( display of 3′ end restriction fragments of cDNAs):cDNA3′端 rFD利用带有“踵”结构的锚定 oligo(dT)引物合成 cDNA第一链,以 okayama和 berg的置换法合成 cDNA第二链,然后将双链 cDNA以限制酶消化。本方法的适配子由 a1和 a2两条寡核苷酸构成,其序列与所用限制酶识别位点相符合,先将 a2的5′端磷酸化,再加入 a1退火,就会形成一个 y型结构;把 y型适配子与酶切后的 cDNA片段相连接,以适配子及锚定引物中所含序列为特异引物进行 pCR反应,则只有 cDNA3′末端的一段被扩增出来,这时的产物可用凝胶电泳表示出来构成差异表达图谱。对于每次切割6bp的限制酶来说,每种大概只能切割8%的 cDNA,因此至少需要12种以上的限制酶才能使所有 cDNA都显示出来〔11〕。 cDNA3′端 rFD与 gEF的思路比较相似,由于它利用多种限制酶进行酶切,因此不会象 gEF因凝胶电泳分辨率不够而漏掉信息。它的重复性较好,假阳性率低,尤其是对于已知基因,可以根据选择内切酶的作用位点确定该基因在凝胶电泳中的位置并判断其含量,从而避免了进一步的分析。对于精力有限的研究人员,这可能是个值得一试的方法。 cDNA3′端 rFD方法也存在一些和 dDRT-PCR相类似的缺点,它得到的片段中包含的编码信息比较少,需要多花一些时间对所得到的差异条带进一步分析。

4.分子指数的 rNA指纹( rNA fingerprinting by molecular indexing, mI):MI是一种能够较好地显示 mRNA中编码序列的方法。它利用Ⅱ s型内切酶的作用位点在识别位点之外可以形成一个4bp的突出端的特点,设计43共64种(最外侧一个核苷酸随机)适配子,使得获取编码序列片段成为可能。首先是以常规方法合成双链 cDNA,用Ⅱ类限制酶进行酶切后连接5′端磷酸化的相应适配子,再以Ⅱ s类

Ⅸ 常用的基因诊断技术方法有哪些

基因直接诊断
直接检查致病基因本身的异常。它通常使用基因本身或紧邻的DNA序列作为探针,或通过PCR扩增产物,以探查基因无突变、缺失、退化等异常及其性质,这称为直接基因诊断,它适用已知基因异常的疾病;
基因间接诊断
SSCP、AMP-FLP等技术均可用于连锁分析。

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