基因芯片和染色体都很重要,基因芯片主要是为了检查遗传方面的正常与否。一般情况下,如果父母双方有遗传疾病,就需要检查基因芯片。而染色体的检查主要为了检查胎儿是否有染色体发育异常方面的情况,因此两者都是非常重要的,为了胎儿的健康,两者都是有必要检查的。
染色体基因芯片分析和第二代测序应用的区别如下:
染色体基因芯片是将基因片段有序地固定在玻璃载体上,用荧光标记的被检测者的DNA片段与之杂交,将结果扫描、软件提取并分析数据的一种快速、高效的分子生物学分析手段。基因测序是确定一条染色体片断上的碱基排列的顺序。
二代测序为高通量测序,采用微珠或高密度芯片边合成边测序,代表有454,solexa,solid,高通量,可一次获得数G数据,相对与第三代,都仍然需要扩增的方法放大信号,扩增后再检测。
染色体基因芯片具有高通量(一次动作可以完成实验室多个步骤的工作)、高信息量(一张芯片可以完成多种基因的检测)、快速灵敏、样品用量少、成本相对低廉等优点。第二代测序检测在对已发生疾病(临床)检出率方面略优于基因芯片,但却非常的费时、费力。
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不一样。
DNA微阵列(DNA microarray)又称DNA阵列或DNA芯片,比较通俗的名字是基因芯片(gene chip)。是一块带有DNA微阵列(micorarray)涂层的特殊玻璃片,在数平方厘米之面积上安装数千或数万个核酸探针,经由一次测验,即可提供大量基因序列相关资讯。它是基因组学和遗传学研究的工具。研究人员应用基因芯片就可以在同一时间定量的分析大量(成千上万个)的基因表达的水平,具有快速、精确、低成本之生物分析检验能力。
其中可以用来检测基因表现程度之 cDNA?微阵列(cDNA-microarray),已开始商业化,市场主要以研发实验室为主。此外,以光刻(photolithography)技术制作,可检测基因多形式(Polymorphisms)之生物芯片,尚处于试验阶段而结合微流体学(microfluidics)之临床诊断用芯片,则仍在研发阶段。
DNA微阵列技术:
一 检测基因表达水平及识别基因序列。
Schena等1996年用拟南芥光调基因微阵列,以不同器官中的mRNA为探针,检测其基因表达水平,结果表明叶mRNA的表达水平是根的500倍。Shelon等1996年将酿酒酵母基因组DNA克隆制成微阵列,用6条最大染色体和10条最小染色体DNA探针分别标记上红,绿荧光标记进行杂交检测,结果表明95%的克隆在染色体上的定位与文献报道一致。Milosaljevic等1996年将大肠杆菌基因组DNA的15328个克隆制成微阵列,用997众寡核苷酸探针进行杂交检测,汇总结果通过计算机与E.coli序列资料库相比较,用此技术一次可识别4.6MbDNA序列结构。
二 检测表达状况,发现新基因。
Wodicka1997年将覆盖酵母基因组全部ORF的26万种25mer探针,阵列于4张玻片,每张6.5万个探针,将酵母分加富和低限两组培养,研究不同生长条件下基因表达水平,结果表明90%的基因在两种条件下均表达,36种mRNA更多地在加富培养下表达,140种mRNA在低限培养中表达。此外,还发现了一批未见报道的新基因。
三 检测突变和多态性进行遗传作图。
Hacia等1996年用96600寡核苷酸阵列,检测人癌基因BRCA1突变情况,将15个患者样品和对照样品分别用两种荧光标记,发现14人的该基因发生了一个剪辑突变,共出现8种多态性,突变表现在该基因外显子2的第22个密码子内。利用SNP制作人类遗传图谱,将是第三代遗传图谱,此技术完全以DNA微阵列为基础。 四,DNA序列分析。Donnel等1992,Pease等1994,Yershow等1996,Wallraff等1997都报道了采用DNA微阵列技术进行DNA序列分析。多数研究者采用先合成寡核苷酸序列制作微阵列,然后与标记的未知DNA序列杂交,通过荧光共聚焦显微镜扫描,计算机软件分析得出数据,也有研究者将被测DNA片断阵列,以标记的寡合苷酸为探针杂交测序。
分类:理工学科
解析:
基因芯片,也叫DNA芯片,是在90年代中期发展出来的高科技产物。基因芯片大小如指甲盖一般,其基质一般是经过处理后的玻璃片。每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。在指定的小区内,可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子(也叫分子探针)。
由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列,利用分子杂交及平行处理原理,基因芯片可对遗传物质进行分子检测,因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等。基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点,是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃。
基因芯片在生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域有极其重要的应用价值。在基因芯片的驱动下,人类正进入一个崭新的生物信息时代。
基因破译
目前,由多国科学家参与的“人类基因组计划”,正力图在21世纪初绘制出完整的人类染色体排列图。众所周知,染色体是DNA的载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,构成DNA的基本单位是四种碱基。由于每个人拥有30亿对碱基,破译所有DNA的碱基排列顺序无疑是一项巨型工程。与传统基因序列测定技术相比,基因芯片破译人类基因组和检测基因突变的速度要快数千倍。
基因芯片的检测速度之所以这么快,主要是因为基因芯片上有成千上万个微凝胶,可进行并行检测;同时,由于微凝胶是三维立体的,它相当于提供了一个三维检测平台,能固定住蛋白质和DNA并进行分析。
美国正在对基因芯片进行研究,已开发出能快速解读基因密码的“基因芯片”,使解读人类基因的速度比目前高1000倍。图1所示为一种内嵌基因芯片的基因检测装置。
图1 内嵌基因芯片的基因检测装置
基因诊断
通过使用基因芯片分析人类基因组,可找出致病的遗传基因。癌症、糖尿病等,都是遗传基因缺陷引起的疾病。医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因。借助一小滴测试液,医生们能预测药物对病人的功效,可诊断出药物在治疗过程中的不良反应,还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染。利用基因芯片分析遗传基因,将使10年后对糖尿病的确诊率达到50%以上。
未来人们在体检时,由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血,转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上。利用基因诊断,医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代,进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代。
基因环保
基因芯片在环保方面也大有可为。基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染,还能帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。这种对环境友好的基因一旦被发现,研究人员将把它们转入普通的细菌中,然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤。
基因计算
DNA分子类似“计算机磁盘”,拥有信息的保存、复制、改写等功能。将螺旋状的DNA的分子拉直,其长度将超过人的身高,但若把它折叠起来,又可以缩小为直径只有几微米的小球。因此,DNA分子被视为超高密度、大容量的分子存储器。
基因芯片经过改进,利用不同生物状态表达不同的数字后还可用于制造生物计算机。基于基因芯片和基因算法,未来的生物信息学领域,将有望出现能与当今的计算机业硬件巨头――英特尔公司、软件巨头――微软公司相匹敌的生物信息企业。
基因芯片(Gene Chip)准确的讲(或者说是狭义的基因芯片)是指DNA芯片(DNA Chip),其原理是指利用现代探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子合成技术等微电子技术把大量分子生物学技术(包括南北印迹技术、探针杂交技术、PCR等)具体而微的固定在一定狭小的空间内,以实现高速度、高通量、集约化和低成本的分析技术。基因芯片的概念现已泛化到生物芯片(biochip)、微阵列(Microarray)、DNA芯片(DNA chip),甚至蛋白芯片。
由于基因芯片高速度、高通量、集约化和低成本的特点,基诞生以来就受到科学界的广泛关注,正如晶体管电路向集成电路发展的经历一样,分子生物学技术的集成化正在使生命科学的研究和应用发生一场革命。
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