第八章生物信息學(xué)在基因芯片中的應(yīng)用(文件)
【正文】 芯片設(shè)計 ? 實驗數(shù)據(jù)管理與分析 （３）基因芯片研究與應(yīng)用中所要解決的信息學(xué)問題 ? 在基因芯片信息學(xué)方面要解決以下幾個關(guān)鍵的問題 : ? 第一是芯片設(shè)計問題 ? 第二是可靠性分析問題 ? 第三是數(shù)據(jù)挖掘問題 第二節(jié) 基因芯片設(shè)計 １、基因芯片設(shè)計的一般性原則 ? 基因芯片設(shè)計主要包括兩個方面 : ? (1)探針的設(shè)計 ? 指如何選擇芯片上的探針 ? (2)探針在芯片上的布局 ? 指如何將探針排布在芯片上。 ? 從雜交的單堿基錯配辨別能力來看，當(dāng)錯配出現(xiàn)在探針中心時，辨別能力強，而當(dāng)錯配出現(xiàn)在探針兩端時，辨別能力非常弱。 ? 寡核苷酸芯片制備一般采用在片合成方法。高密度基因芯片制備的一個關(guān)鍵是掩膜板技術(shù)，利用掩膜板進(jìn)行定位并控制探針的在片合成，從而得到很高的探針密度。 ２、直接檢測目標(biāo)序列 ? 在同一塊芯片上設(shè)計多組探針，每一組探針分別檢測一條目標(biāo)序列，探針的長度在 20到 30之間。同一組中的各個探針長度相同，相互之間交疊，并且每個探針均覆蓋對應(yīng)的突變點。這種方法又稱等長等覆蓋移位法 ? 第二種方法為單核苷酸分析法。 ２、高密度基因表達(dá)芯片 ３、基因表達(dá)圖譜 ? 基于芯片的表達(dá)監(jiān)控實驗產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)背后隱藏著豐富的基因相互作用、基因功能信息，需要通過細(xì)致的數(shù)據(jù)分析揭示這些信息，得到有益的結(jié)果 ? 這種根據(jù)基因芯片獲得的新的表達(dá)圖譜有別于以前的物理圖和功能圖，它能夠更為直接地揭示基因組中各基因相互關(guān)系。 第五節(jié) 基因芯片檢測結(jié)果的分析 １、熒光檢測圖像處理 ? 基因芯片與樣本雜交以后，用圖像掃描儀器捕獲芯片上的熒光圖像。 ? 如果芯片檢測的目的是進(jìn)行序列變異分析，則要根據(jù)全匹配探針以及錯配探針在基因芯片對應(yīng)位置上的熒光信號強度，給出序列變化的位點，并指明發(fā)生什么變化。 第六節(jié) 基因芯片信息的管理和利用 １、芯片信息管理 ? 目前已出現(xiàn)一些芯片信息管理數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫主要收集、管理表達(dá)型基因芯片的實驗數(shù)據(jù)。 。 ? 以基因表達(dá)型芯片為例，數(shù)據(jù)庫至少含有下列信息： (1)數(shù)據(jù)來源 (2)雜交目標(biāo)序列 (3)目標(biāo)對象 (4)mRNA轉(zhuǎn)錄的數(shù)量 (5)統(tǒng)計的顯著性 ２、數(shù)據(jù)集成和交叉索引 ? 基因組信息是相互關(guān)聯(lián)的，合理地解釋實驗檢測數(shù)據(jù)依賴于將實驗數(shù)據(jù)與其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫的集成。 ? 二是對基因芯片與樣本序列雜交過程進(jìn)行分子動力學(xué)研究，建立芯片雜交過程的計算機(jī)仿真實驗?zāi)Ｐ?，以便在制作芯片之前分析所設(shè)計芯片的性能，預(yù)測芯片實驗結(jié)果的可靠性。
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