第九章基因組學與比較基因組學ppt課件.ppt

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1、第九章基因組學與后基因組學基因組：生物體配子中所包含的全部染色體及其基因，還包括細胞質(zhì)基因組?；蚪M學:研究生物體內(nèi)基因組的分子特征。以整個基因組為研究對象，而不是以單個基因為單位作為研究對象。主要目標：認識基因組的結構、功能和進化；闡明整個基因組所包含的遺傳信息和相互關系；充分利用有效資源，預防和治療人類疾病。人類基因組計劃ＤＮＡ鳥槍法序列分析技術后基因組學研究Contents一、人類基因組計劃的啟動1986年諾貝爾獎獲得者R.Dulbecco（杜爾貝科）提出人類基因組計劃——測出人類全套基因組的DNA堿基序列（3X109bp）第一節(jié)　人類基因組計劃1975年，獲諾貝爾生理醫(yī)學獎美國政府決

2、定于1990年正式啟動HGP，預計用15年時間，投入30億美元，完成HGP。由國立衛(wèi)生研究院和能源部共同組成“人類基因組研究所”逐漸地，HGP擴展為多國協(xié)作計劃。參與者包括：英、日、法、德和中國（1993年）二、人類基因組計劃的進展狀況（1）截至1998年10月，完成1.8X108bp，占計劃的6％。（2）完成一系列模式生物全基因組測定。這些模式生物全基因組測定的完成有重大理論與現(xiàn)實意義。（3）DNA測序技術飛速提高1998.5.9J.C.Venter等宣布，組建商業(yè)公司，投入3億美元，3年內(nèi)完成。接著又有若干家公司成立，總共投入資金約幾十億美元，形成公”“私”并進格局2000.6完

3、成并公布人類基因組工作框架圖(90%)。二000年六月二十六日克林頓宣布人類基因組草圖繪制完成美國國家人類基因組研究所所長弗朗西斯·柯林斯在介紹情況。人類基因組草圖基本信息由31.65億bp組成含3~3.5萬基因與蛋白質(zhì)合成有關的基因占2%人類基因組人類蛋白質(zhì)61%與果蠅同源43%與線蟲同源46%與酵母同源2000年6月公共領域測序計劃工作框架圖2000年12月美、英等國科學家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列。2001年2月16日人類基因組“精細圖”完成，(99%),同時發(fā)表論文美國Science,Vol.291,No.5507英國Nature,Vol

4、.409,p.860DAN測序膠圖２００３年４月１４日，人類基因組序列圖亦稱“完成圖”（99.99%），提前繪制成功。三、人類基因組計劃的科學意義（1）確定人類基因組中約5萬個編碼基因的序列及其在基因組中的物理位置，研究基因的產(chǎn)物及其功能。（2）了解轉(zhuǎn)錄和剪接調(diào)控元件的結構與位置，從整個基因組結構的宏觀水平上理解基因轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)。（3）從整體上了解染色體結構，包括各種重復序列以及非轉(zhuǎn)錄“框架序列”的大小和組織，了解各種不同序列在形成染色體結構、DNA復制、基因轉(zhuǎn)錄及表達調(diào)控中的影響與作用。（4）研究空間結構對基因調(diào)節(jié)的作用。有些基因的表達調(diào)控序列與被調(diào)節(jié)基因從直線距離上看，似乎相距甚遠

5、，但若從整個染色體的空間結構上看則恰恰處于最佳的調(diào)節(jié)位置，因此，有必要從三維空間的角度來研究真核基因的表達調(diào)控規(guī)律。（5）發(fā)現(xiàn)與DNA復制、重組等有關的序列。DNA的忠實復制保障了遺傳的穩(wěn)定性，正常的重組提供了變異與進化的分子基礎。局部DNA的推遲復制、異常重組等現(xiàn)象則導致疾病或者胚胎不能正常發(fā)育，因此，了解與人類DNA正常復制和重組有關的序列及其變化，將對研究人類基因組的遺傳與進化提供重要的結構上的依據(jù)。（6）研究DNA突變、重排和染色體斷裂等，了解疾病的分子機制，包括遺傳性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性疾病引發(fā)的分子病理學改變及其進程，為這些疾病的診斷、預防和治療提供理論依據(jù)。（

6、7）確定人類基因組中轉(zhuǎn)座子、逆轉(zhuǎn)座子和病毒殘余序列，研究其周圍序列的性質(zhì)。了解有關病毒基因組侵染人類基因組后的影響，可能指導人類有效地利用病毒載體進行基因治療。（8）研究染色體和個體之間的多態(tài)性。這些知識可被廣泛用于基因診斷、個體識別、親子鑒定、組織配型、發(fā)育進化等許多醫(yī)療、司法和人類學的研究。此外，這些遺傳信息還有助于研究人類歷史進程、人類在地球上的分布與遷移以及人類與其他物種之間的比較。以人類基因組和擬南芥基因組為例說明你對生物基因組全序測定工作的科學意義與社會意義的認識（8分）中國科學院2002年碩士學位研究生入學分子遺傳學試題遺傳圖譜轉(zhuǎn)錄圖譜0.7cM或kb序列圖譜物理圖譜100k

7、bSTSmap四張圖：物理圖、轉(zhuǎn)錄圖遺傳圖、序列圖四、HGP的主要任務１、遺傳圖（連鎖圖）指基因或DNA標記在染色體上的相對位置與遺傳距離。cM（基因或DAN片段在染色體交換過程中分離的頻率）多態(tài)性：人的DNA序列上平均每幾百個堿基會出現(xiàn)一些變異（variation），并按照孟德爾遺傳規(guī)律由親代傳給子代，從而在不同個體間表現(xiàn)出不同，因而被稱為多態(tài)性（Polymorphism）。第一代多態(tài)性標記是RFLP（re