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基因芯片技术知多少

基因芯片技术知多少

随着人类基因组(测序)计划( Human genome project )的逐步实施以及分子生物学相关学科的迅猛发展,很多的动植物、微生物基因组序列得以测定,基因序列数据正在以惊人的速度迅速增长。然而 , 如何去研究这样大量基因在生命过程中所担负的功能就成了全生命科学工作者共同的课题。为此,建立新型杂交和测序方法来应对大量的遗传信息进行高效、快速的检测、分析就显得格外重要了。


基因芯片(genechip)的原型是80年代中期提出的。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,在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG,与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时,通过确定荧光强度强的探针位置,获得一组序列互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。


目前已有多种方法可以将寡核苷酸或短肽固定到固相支持物上。这些方法总体上有两种,即原位合成与合成点样两种。支持物有多种如玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等,但需经特殊处理。原位合成法主要为光引导聚合技术( Light-directed synthesis ),它不仅可用于寡聚核苷酸的合成,也可用于合成寡肽分子。


光引导聚合技术是照相平板印刷技术( photolithography )与传统的核酸、多肽固相合成技术相结合的产物。半导体技术中曾使用照相平板技术法在半导体硅片上制作微型电子线路。固相合成技术是当前多肽、核酸人工合成中普遍使用的方法,技术成熟且已实现自动化。二者的结合为合成高密度核酸探针及短肽阵列提供了一条快捷的途径。


在实际应用方面,生物芯片技术可广泛应用于**诊断和**、**筛选、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防、航天等许多领域。它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类**的诊断、**和防治开辟全新的途径,为生物大分子的全新设计和**开发中先导化合物的快速筛选和**基因组学研究提供技术支撑平台。

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