什么是基因芯片
基因芯片结果fold-change>1.5 有意义。log2 fold change:其实端粒也是DNA,只不过端粒是染色体头部和尾部重复的DNA。把端粒当作一件绒线衫,袖口脱落的线段,绒线衫像是结构严密的DNA。q-value:细胞学家从来不对染色体棒尾巴拖出的DNA感兴趣。他们把注意力聚集在46条染色的基因图上面,而且把绘制的人类基因组草图的事大声喧哗。 1990年起Calvin Harley把端粒与人体衰老挂上了钩。他讲了三点,将它记录如下:细胞愈老,其端粒长度愈短;细胞愈年轻,端粒愈长,端粒与细胞老化有关系。衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列。当细胞端粒的功能受损时,出现衰老。而当端粒缩短至关键长度后,衰老加速,临近死亡。扩展资料:基因芯片技术由于同时将大量探针固定于支持物上,所以可以一次性对样品大量序列进行检测和分析,从而解决了传统核酸印迹杂交(Southern Blotting 和 Northern Blotting 等)技术操作繁杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足。而且,通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值,如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等。参考资料来源:百度百科-基因芯片
基因芯片与基因测序的差异?
1.检测原理
基因芯片的测序原理是杂交测序方法,即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。由于探针序列是根据目标序列进行设计,是确定的,因此,芯片是个相对封闭的系统。换句话说,芯片只能对已知的序列进行检测。
第一代和第二代测序技术除了通量和成本上的差异之外,其测序核心原理(除Solid是边连接边测序之外)都是基于边合成边测序的思想。第二代测序技术的优点是成本较之一代大大下降,通量大大提升,但缺点是所引入PCR过程会在一定程度上增加测序的错误率,并且具有系统偏向性,同时读长也比较短。
第三代测序技术是为了解决第二代所存在的缺点而开发的,与前两代相比,它的根本特点是单分子测序,不需要任何PCR的过程,这是为了能有效避免因PCR偏向性而导致的系统错误,同时提高读长,并要保持二代技术的高通量,低成本的优点。
在测序未普及前,芯片是最常使用的大规模筛查工具,如人基因表达谱芯片,一次实验就可以对人类已知的2~3万个基因进行筛查,找出关键差异基因。我们知道,芯片是基于探针与目标序列杂交结合的原理进行检测。由于探针序列是根据目标序列进行设计,是确定的,因此,芯片是个相对封闭的系统。换句话说,芯片只能对已知的序列进行检测。
2.检测场景
基因测序有相同也有不同的检测场景。比如研究参考序列较丰富物种的表达谱,虽然用芯片和测序都可以,但是用芯片进行定量会更为准确。又比如参考序列较少的物种,要做定量分析,选择测序就更为合适,既能测定序列又能做定量分析。如果想发现新的转录本,或者研究基因表达的可变剪接等,选择测序准没错。也有一些研究,会将两者结合,先用测序获得序列信息,再用芯片进行定量分析,发挥两种手段各自的优势。
基因芯片技术对于已知基因突变的筛查具有明显优势,可以快速、全面地检测出目标基因突变。测序能有效检测致病基因、易感基因位点以及含量极低的突变基因,不仅对于单基因遗传病是一个很好的研究手段,对于许多常见病,如肿瘤、糖尿病等疾病也可进行大规模比较研究。测序对已发生疾病(临床)检出率方面略优于基因芯片。
3.实验周期
相比于测序,无论是实验过程还是数据分析过程,芯片都更为成熟和简单。因而芯片的实验周期通常约为测序的一半时间或者更短。
4.价格
与基因测序相比,基因芯片性价比高,一张基因芯片可以实现mRNA,lncRNA,circRNA不同种类的RNA全基因组检测。
总结重点:
基因芯片只能检测已知基因
高通量测序可以检测到未知基因
参考学习链接:
1.https://mp.weixin.qq.com/s/tWHWA-f1RnP_XWY66p12pg
2.https://www.biowolf.cn/GEOchip/seq_chip.html
3.http://blog.sina.com.cn/s/blog_40d4ae110101fjzy.html
4.https://www.sohu.com/a/109938085_115001
基因芯片技术
基因芯片(又称 DNA 芯片、生物芯片)技术就是顺应这一科学发展要求的产物,它的出现为解决此类问题提供了光辉的前景。该技术系指将大量(通常每平方厘米点阵密度高于 400 )探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。通俗地说,就是通过微加工技术 ,将数以万计、乃至百万计的特定序列的DNA片段(基因探针),有规律地排列固定于2cm2 的硅片、玻片 等支持物上,构成的一个二维DNA探针阵列,与计算机的电子芯片十分相似,所以被称为基因芯片。基因芯片主要用于基因检测工作 。 早在八十年代, Bains W. 等人就将短的 DNA 片断固定到支持物上,借助杂交方式进行序列测定。但基因芯片从实验室走向工业化却是直接得益于探针固相原位合成技术和照相平板印刷技术的有机结 基因芯片
合以及激光共聚焦显微技术的引入。它使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子切实可行,而且借助 基因芯片
激光共聚焦显微扫描技术使得可以对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测和分析。正如电子管电路向晶体管电路和集成电路发展是所经历的那样,核酸杂交技术的集成化也已经和正在使分子生物学技术发生着一场革命。现在全世界已有十多家公司专门从事基因芯片的研究和开发工作,且已有较为成型的产品和设备问世。主要代表为美国 Affymetrix 公司。该公司聚集有多位计算机、数学和分子生物学专家,其每年的研究经费在一千万美元以上,且已历时六七年之久,拥有多项专利。产品即将或已有部分投放市场,产生的社会效益和经济效益令人瞻目。 基因芯片技术由于同时将大量探针固定于支持物上,所以可以一次性对样品大量序列进行检测和分析,从而解决了传统核酸印迹杂交(Southern Blotting 和 Northern Blotting 等)技术操作繁杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足。而且,通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值,如基因表达谱测定、实变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等。
DNA芯片技术的技术
DNA芯片技术主要包括四个主要步骤:芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测和结果分析。1、芯片制备-制备芯片主要以玻璃片或硅片为载体,采用原位合成和微矩阵的方法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。芯片的制备除了用到微加工工艺外,还需要使用机器人技术。以便能快速、准确地将探针放置到芯片上的指定位置。2、样品制备-生物样品往往是复杂的生物分子混合体,除少数特殊样品外,一般不能直接与芯片反应,有时样品的量很小。所以,必须将样品进行提取、扩增,获取其中的蛋白质或DNA、RNA,然后用荧光标记,以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。3、杂交反应-杂交反应是荧光标记的样品与芯片上的探针进行的反应产生一系列信息的过程。选择合适的反应条件能使生物分子间反应处于最佳状况中,减少生物分子之间的错配率。4、信号检测和结果分析-杂交反应后的芯片上各个反应点的荧光位置、荧光强弱经过芯片扫描仪和相关软件可以分析图像,将荧光转换成数据,即可以获得有关生物信息。基因芯片技术发展的最终目标是将从样品制备、杂交反应到信号检测的整个分析过程集成化以获得微型全分析系统(micrototalanalyticalsystem)或称缩微芯片实验室(laboratoryonachip)。使用缩微芯片实验室,就可以在一个封闭的系统内以很短的时间完成从原始样品到获取所需分析结果的全套操作。