生物大分子相互作用分析技术(基础医学与医学实验技术)

逐个克隆法：对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装（公共领域测序计划）。

全基因组鸟枪法：在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，利用超级计算机进行组装。

单核苷酸多态性(SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

遗传图谱又称连锁图谱，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM）为图距的基因组图。

遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。

物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。

绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。

转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。

比较基因组学：全基因组核苷酸序列的整体比较的研究。

特点是在整个基因组的层次上比较基因组的大小及基因数目、位置、顺序、特定基因的缺失等。

环境基因组学：研究基因多态性与环境之间的关系，建立环境反应基因多态性的目录，确定引起人类疾病的环境因素的科学。

宏基因组是特定环境全部生物遗传物质总和，决定生物群体生命现象。

转录组即一个活细胞所能转录出来的所有mRNA。

研究转录组的一个重要方法就是利用DNA芯片技术检测有机体基因组中基因的表达。

而研究生物细胞中转录组的发生和变化规律的科学就称为转录组学。

蛋白质组学：研究不同时相细胞内蛋白质的变化，揭示正常和疾病状态下，蛋白质表达的规律，从而研究疾病发生机理并发现新药。

蛋白组：基因组表达的全部蛋白质，是一个动态的概念，指的是某种细胞或组织中，基因组表达的所有蛋白质。

代谢组是指是指某个时间点上一个细胞所有代谢物的集合，尤其指在不同代谢过程中充当底物和产物的小分子物质，如脂质，糖，氨基酸等，可以揭示取样时该细胞的生理状态。

分子生物学技术在检验医学中的应用随着科学技术的不断进步，分子生物学技术发展迅速，成为医学领域中不可或缺的一部分。

在检验医学中，分子生物学技术发挥了越来越重要的作用，为疾病的诊断、治疗和预防提供了新的思路和方法。

本文将介绍分子生物学技术在检验医学中的应用及其优势和局限性，并通过实际案例进行具体阐述。

分子生物学是研究生物分子在生命活动中的作用和规律的科学。

其研究对象包括DNA、RNA、蛋白质等生物分子，以及这些分子在基因表达、细胞信号转导、基因组学等方面的作用。

近年来，随着高通量测序技术的发展，分子生物学技术在医学领域中的应用越来越广泛，为检验医学带来了革命性的变化。

遗传性疾病的诊断分子生物学技术通过检测基因序列的变化，可以对遗传性疾病进行诊断。

例如，地中海贫血是一种常见的遗传性贫血疾病，传统的方法需要靠血红蛋白分析等手段进行诊断。

而采用分子生物学技术，可以直接检测到导致地中海贫血的基因突变，提高了诊断的准确性和效率。

肿瘤的早期诊断和预后判断肿瘤的发生与基因变异密切相关。

分子生物学技术可以通过检测基因变异、甲基化等因素，实现肿瘤的早期诊断和预后判断。

例如，通过检测肺癌患者血清中的循环肿瘤DNA，可以早期发现肺癌，并为治疗和预后判断提供依据。

感染性疾病的诊断分子生物学技术可以快速检测病原体核酸，对感染性疾病进行诊断。

例如，在新冠疫情期间，分子生物学技术被广泛应用于病毒核酸检测，为疫情防控提供了重要的技术支持。

遗传性疾病的诊断以地中海贫血为例，采用分子生物学技术对导致地中海贫血的基因进行检测，可以快速、准确地诊断出患者是否患有该疾病。

相较于传统的方法，分子生物学技术具有更高的特异性和灵敏度，能够避免漏诊和误诊的情况发生。

肿瘤的早期诊断和预后判断以肺癌为例，通过检测肺癌患者血清中的循环肿瘤DNA，可以早期发现肺癌，并为治疗和预后判断提供依据。

在某实际案例中，一名患者通过常规体检未能发现肺癌的迹象，但通过循环肿瘤DNA检测，发现了肺癌的存在。

微量量热技术(Microcalorimetry)吕卓远常莹李蒙萌安健博北京大学医学部基础医学院医学实验04级摘要我们知道生物大分子，如蛋白质、核酸的特殊空间构象的形成绝大多数是可逆的热力学反应，因此对此过程的热力学研究有着很大的意义。

这个过程需要利用目标分子直接测量伴随生物大分子反应的热效应。

实现这一程序需要具有很高灵敏度的量热技术，即差示扫描量热技术（DSC）和等温滴定量热技术（ITC），得以测量在固定溶液环境下，随温度变化放出的热量。

或测量在固定温度下，随溶液环境变化放出的热量。

在本篇综述中，我们主要介绍DSC和ITC的主要原理，以及它们在生物医学领域中的应用。

关键词微量量热技术差示扫描量热技术等温滴定量热技术生物大分子正文1．前言在升温和降温的过程中，物质的结构和化学性质会发生变化，其质量、几何尺寸、光、电、磁、热、力等物理性质也会发生相应的变化。

微量量热技术被定义为在温度程序控制的条件下测量物质的物理性质和温度关系的一类技术。

微量量热技术是近年来发展起来的一种研究生物热力学与生物动力学的重要结构生物学方法，它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续和准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线，同时提供热力学和动力学信息。

微量量热技术的一个重要特点就是，它可以作为任意反应净变的传感器，具有连续性和抗干扰性。

因此它是一个用于发现和估测反应未知步骤或过程的先进分析技术。

2．差示扫描量热技术（DSC）差示扫描量热技术是20世纪60年代以后研制出的一种热分析方法。

在样品和参比物同时程序升温或降温且保持两者温度相同的条件下，测量流入或流出样品和参比物的热量差与温度关系的技术。

DSC仪器结构包括温度程序控制系统；测量系统，用于样品物理量转换成电信号并放大；数据记录、处理和显示系统；样品室，提供适当环境。

DSC分析生物大分子结构变化的基础：由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小的状态，所以样品升温或降温的过程中，它可以转变成具有不同自由能的另一种结构状态。

3205医学技术类专业代码320501专业名称医学检验技术基本修业年限四年职业面向面向医学检验技师等职业，临床检验、输血检验等技术领域。

培养目标定位本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和基础医学、临床医学、医学检验理论及卫生法律法规等知识，具备医学检验技术专业技能、适应医学检验技术数字化转型升级和发展趋势等能力，具有敬佑生命、救死扶伤、甘于奉献、大爱无疆的职业精神和信息素养，能够从事临床医学检验、输（采供）血检验等工作的高层次技术技能人才。

主要专业能力要求1. 具有良好的生物安全防范能力及正确采集、处理和保存临床检验标本的能力；2. 具有熟练开展临床检验标本和输血项目检验，并对检验结果做出质量分析及判断的能力；3. 具有良好的医学检验仪器设备日常保养、维护及一般问题处理的能力；4. 具备对检验结果进行综合分析判断，在出现危急值时及时发出预警，能主动与医生、护士等人员及时沟通的能力；5. 具有一定的实验室质量控制和管理能力及对检验仪器进行校正比对的能力；6. 具有适应健康产业数字化发展的信息技术和数字技术应用能力；7. 具有参与医学技术研发和创新发展的能力；8. 具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。

主要专业课程与实习实训专业基础课程：医用化学、正常人体解剖与组织胚胎学、电子电工基础、生理学、生物化学、病理学、药理学、临床检验仪器、临床疾病概要。

专业核心课程：临床基本检验、临床生物化学检验、临床微生物学检验、临床寄生虫学检验、临床免疫学技术与检验、输血检验技术、临床血液学检验、分子生物学技术及检验、医学检验与临床诊断。

245实习实训：对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行临床基本检验、生物化学检验、病原生物学检验、免疫学技术及检验、血液检验等实训。

在二级甲等及以上综合性医院、三级专科医院等检验科、输血科或同等规模的第三方医学检验中心等场所进行岗位实习。

职业类证书举例职业资格证书：卫生专业技术资格接续专业举例接续专业硕士学位授予领域举例：临床医学接续硕士学位二级学科举例：免疫学、病原生物学、临床检验诊断学专业代码320502专业名称医学影像技术基本修业年限四年职业面向面向影像技师等职业，X线摄影检查、计算机体层成像（CT）检查、磁共振成像（MRI）检查、超声检查、核医学检查、介入检查等技术领域。

《分子生物学》教案提供给学生的一、引言1. 教学目标：使学生了解分子生物学的基本概念、研究对象和意义，激发学生对分子生物学的兴趣和好奇心。

2. 教学内容：介绍分子生物学的基本概念、研究对象（生物大分子、生物分子相互作用等）和应用领域（医学、生物学、生物技术等）。

3. 教学方法：采用讲授、讨论和案例分析相结合的方式进行教学。

4. 教学时长：45分钟。

二、DNA的结构与功能1. 教学目标：使学生了解DNA的基本结构、功能和特点，掌握DNA的复制和转录过程。

2. 教学内容：介绍DNA的基本结构（双螺旋结构、碱基配对等），功能（遗传信息的存储、基因表达的调控等），DNA的复制和转录过程。

3. 教学方法：采用讲授、实验演示和小组讨论相结合的方式进行教学。

4. 教学时长：90分钟。

三、蛋白质的结构与功能1. 教学目标：使学生了解蛋白质的基本结构、功能和特点，掌握蛋白质的合成和折叠过程。

2. 教学内容：介绍蛋白质的基本结构（氨基酸序列、三级结构等），功能（酶、结构蛋白、信号传导等），蛋白质的合成和折叠过程。

3. 教学方法：采用讲授、实验演示和小组讨论相结合的方式进行教学。

4. 教学时长：90分钟。

四、酶的作用机制1. 教学目标：使学生了解酶的基本概念、作用机制和特点，掌握酶活性的调控。

2. 教学内容：介绍酶的基本概念（催化作用、专一性等），作用机制（底物结合、酶促反应等），酶活性的调控（温度、pH、抑制剂等）。

3. 教学方法：采用讲授、实验演示和小组讨论相结合的方式进行教学。

4. 教学时长：90分钟。

五、基因表达调控1. 教学目标：使学生了解基因表达调控的基本原理、方式和意义，掌握基因表达调控的分子机制。

2. 教学内容：介绍基因表达调控的基本原理（转录因子、启动子等），方式（正调控、负调控等），基因表达调控的分子机制（信号传导途径、染色质重塑等）。

3. 教学方法：采用讲授、实验演示和小组讨论相结合的方式进行教学。

第五节生物大分子相互作用研究技术2015-07-16 70976 0生物大分子之间可相互作用并形成各种复合物，所有的重要生命活动，包括DNA的复制、转录、蛋白质的合成与分泌、信号转导和代谢等，都是由这些复合物所完成。

研究细胞内各种生物大分子的相互作用方式，分析各种蛋白质、蛋白质-DNA、蛋白质-RNA复合物的组成和作用方式是理解生命活动基本机制的基础。

有关研究技术发展迅速，本节选择性介绍部分方法的原理和用途。

一、蛋白质相互作用研究技术目前常用的研究蛋白质相互作用的技术包括酵母双杂交、各种亲和分离分析（亲和色谱、免疫共沉淀、标签蛋白沉淀等）、FRET效应分析、噬菌体显示系统筛选等。

本部分简要介绍标签蛋白(tagged protein)沉淀和酵母双杂交技术(yeast two-hybrid system)。

（一）标签蛋白沉淀标签融合蛋白结合实验是一个基于亲和色谱原理的、分析蛋白质体外直接相互作用的方法。

该方法利用一种带有特定标签( tag)的纯化融合蛋白作为钓饵，在体外与待检测的纯化蛋白或含有此待测蛋白的细胞裂解液温育，然后用可结合蛋白标签的琼脂糖珠将融合蛋白沉淀回收，洗脱液经电泳分离并染色。

如果两种蛋白有直接的结合，待检测蛋白将与融合蛋白同时被琼脂糖珠沉淀( pull-down)，在电泳胶中见到相应条带（图20-6）。

图20-6 标签融合蛋白沉淀实验流程示意图目前最常用的标签是谷胱甘肽S-转移酶( GST)，有各种商品化的载体用于构建GST融合基因，并在大肠杆菌中表达为GST融合蛋白。

利用GST与还原型谷胱甘肽(glutathione)的结合作用，可以用共价偶联了还原型谷胱甘肽的琼脂糖珠一步纯化GST融合蛋白。

另一个常用的易于用常规亲和色谱方法纯化的标签分子是可以与镍离子琼脂糖珠结合的6个连续排列组氨酸( 6xHis)标签。

标签融合蛋白结合实验主要用于证明两种蛋白分子是否存在直接物理结合、分析两种分子结合的具体结构部位及筛选细胞内与融合蛋白相结合的未知分子。

分子生物学在医药中的研究进展及应用随着科学技术的飞速发展，分子生物学在医药领域的应用日益广泛，为我们的健康带来了前所未有的保障。

分子生物学以其独特的视角和方法，对疾病的预防、诊断和治疗等方面产生了深远的影响。

一、分子生物学在疾病预防中的应用分子生物学在疾病预防方面的应用主要体现在基因检测和疫苗研发两个方面。

基因检测技术可以帮助我们了解个体的基因信息，预测其对某些疾病的易感性，从而实现早期预防。

例如，对于乳腺癌、肺癌等遗传性疾病，通过基因检测可以提前发现并采取相应的预防措施。

另一方面，疫苗的研发是预防传染病的重要手段。

利用分子生物学技术，我们可以对病原体的基因进行精确分析，快速研制出高效、安全的疫苗，为公众健康提供有力保障。

二、分子生物学在疾病诊断中的应用在疾病诊断方面，分子生物学技术也发挥了关键作用。

例如，基于PCR（聚合酶链式反应）技术的基因诊断方法，可以在短时间内对病原体进行精确的检测和识别，提高疾病的诊断速度和准确性。

分子生物学还在肿瘤诊断中发挥了重要作用，通过对肿瘤细胞的基因变异进行分析，可以精确判断肿瘤的性质和程度，为制定治疗方案提供依据。

三、分子生物学在疾病治疗中的应用在疾病治疗方面，分子生物学为我们提供了全新的思路和方法。

靶向治疗是分子生物学治疗的一种重要方式。

通过识别疾病相关的特定分子靶点，我们可以设计出针对性的药物，精确地作用于病变部位，提高疗效的同时降低副作用。

例如，针对某些癌症的靶向药物已经广泛应用于临床治疗。

基因治疗是另一种由分子生物学衍生出的治疗方法。

通过修改人类基因，纠正缺陷基因引起的疾病，从而达到治疗目的。

虽然目前基因治疗还处于研究阶段，但已经展现出了巨大的潜力。

四、展望未来分子生物学在医药领域的应用前景广阔。

随着技术的不断进步，我们有望在未来看到更多的突破性成果。

例如，通过解码人类基因组，我们可以更深入地理解人类生理和病理过程；通过生物信息学分析，我们可以开发出更加精确的疾病预测和治疗方法；通过研究免疫系统与疾病的相互作用，我们可以发现新的免疫疗法和疫苗设计策略。