遗传学方法

实验目的的繁殖

基因多样化的生物系可以通过这种方式进行交叉,从而在一条系中产生不同的等位基因组合。例如,亲本系交叉,产生F1代,然后允许进行随机交配以产生具有纯繁殖基因型的后代(即一个一个bbcc,或DD).这种类型的实验育种是新的起源植物而且动物线,这是为基础研究制作实验室库存的重要组成部分。当应用于商业时,实验生产的转基因商业品系被称为转基因生物(GMOs)。今天人类使用的许多植物和动物(例如,牛、猪、鸡、羊、小麦、玉米、土豆和水稻)都是用这种方法培育出来的。

细胞发生的技术

细胞遗传学的重点是基因成分的显微镜检查细胞,包括染色体、基因和基因产品。旧的细胞遗传学技术包括将细胞置于石蜡切片,并为显微镜研究做准备。更新更快的挤压技术包括挤压整个细胞并研究其内容。使用选择性染色细胞各个部分的染料;例如,基因可以通过选择性染色来定位DNA它们是由它们组成的。放射性和荧光标记在确定各种基因和基因产物在细胞中的位置方面是有价值的。组织培养技术可用于在挤压细胞前培养细胞;白细胞可以从样本中培养出来人类并研究了挤压技术。一个主要的应用细胞遗传学在诊断人类异常染色体补体时如唐氏综合症(由额外的21号染色体副本引起)和Klinefelter综合症(多出一条X染色体的男性)。一些诊断是产前的,在羊水或胎盘的细胞样本上进行。

生化技术

生物化学在细胞或亚细胞水平上进行,通常在细胞提取物上进行。生化方法主要应用于化学化合物基因,尤其是DNA,核糖核酸,蛋白质.生物化学技术用于确定细胞内基因的活性,并分析基因控制反应的底物和产物。在一种方法中,细胞被碾碎,取代基化学物质被分离以作进一步分析。特殊技术(例如,色谱法而且电泳)用于分离蛋白质成分,从而揭示蛋白质结构的遗传差异。例如,有100多种不同的人类血红蛋白分子已经被鉴定。放射性标记化合物在研究化学反应中具有重要价值生物化学整个细胞。例如,胸腺嘧啶是一个复合只存在于DNA中;如果把放射性胸腺嘧啶放在细胞生长的组织培养基中,基因就会利用它进行自我复制。当分析含有放射性胸腺嘧啶的细胞时,结果表明,在复制过程中,DNA分子分成两半,每一半都能合成缺失的成分。

化学测试用于区分人类的某些遗传疾病;例如,验尿而且血液分析揭示某些遗传异常的存在苯丙酮酸尿(北京大学),胱氨酸尿尿黑酸尿痛风,半乳糖血症.基因组学提供了一系列诊断测试,可以对个人的DNA进行检测。其中一些测试可以应用于胎儿在子宫内。

生理技术

生理学技术,旨在探索功能特性或生物体,也用于遗传调查。在微生物中,大多数遗传变异涉及一些重要的细胞功能。一个的一些菌株细菌大肠杆菌),例如,能够合成维生素硫胺从简单化合物;其他的,缺乏这种合成所必需的,除非硫胺素已经存在,否则不能存活。将这两种菌株放在不含硫胺的混合物中就可以区分开来:生长的菌株有这种酶的基因,而不能生长的则没有。这项技术也被应用于人类细胞,因为许多继承了人体的异常是由一种有缺陷的基因无法产生一种至关重要的酶引起的;白化病这是由于无法产生色素黑色素在皮肤,头发,或眼睛的虹膜,是酶缺乏症的一个例子。

分子技术

虽然分子遗传学技术与生物化学技术有重叠,但它与DNA的直接研究密切相关。的发明使这个领域发生了革命性的变化重组DNA技术.来自供体生物(如人类)的任何感兴趣基因的DNA都可以从DNA中切割出来染色体并插入到载体中,制造重组DNA,然后可以通过转基因技术放大、操纵、研究或用于修改其他生物的基因组。重组DNA技术的一个基本步骤是放大.这是通过将重组DNA分子插入到细菌细胞中来实现的,细菌细胞复制并产生许多细菌基因组和重组DNA分子(构成DNA)的副本克隆).大量的重组供体DNA分子克隆的集合称为一个基因组文库.这样的文库是测序整个基因组的起点人类基因组.今天,基因组可以被扫描以寻找小分子变异单核苷酸多态性,或SNPs(“snips”),它们作为相关特定DNA区域的染色体标签,具有感兴趣的特性,可能与人类疾病或障碍有关。

免疫技术

许多物质(如蛋白质)都是抗原;即,当引入一个脊椎动物身体中,它们刺激产生一种叫做抗体.各种抗原存在于红细胞中,包括那些构成主要的抗原血型(A, B, AB, O).这些抗原和其他抗原是由基因决定的;他们的研究构成免疫遗传学。人的血液抗原包括遗传变异,抗原在个体中的特殊组合几乎和指纹一样独特,并被用于亲子鉴定等领域(尽管这种方法在很大程度上已被基于dna的技术所取代)。

免疫学技术用于血型测定输血年代,在器官移植,以及在分娩中确定恒河不亲和。特异性抗原人白细胞抗原(HLA)基因与人类疾病以及疾病倾向。抗体也有遗传基础,它们与任何抗原相匹配的似乎无穷无尽的能力,是基于抗体基因之间特殊类型的DNA洗牌过程。免疫学在鉴定合成特定蛋白质的特定重组DNA克隆方面也很有用。

数学技术

由于许多遗传学是以定量数据为基础的,数学技术在遗传学中被广泛应用。的法则概率适用于杂交育种,并用于预测后代特定遗传构成的频率。遗传学家还使用统计方法来确定实验分析中与预期结果偏差的显著性。此外,人口遗传学在很大程度上是建立在数学逻辑的基础上的哈迪温伯格平衡及其导数(看到以上).

生物信息学使用以计算机为中心的统计技术来处理和分析从基因组测序项目积累的大量信息。的计算机程序扫描DNA寻找基因,根据其他相似基因确定它们可能的功能,并比较不同的DNA分子进行进化分析。生物信息学使纪律系统生物学将细胞的基因和基因产物作为一个完整的和的整体来处理和分析集成系统。