基因組學教學ppt課件

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1、基因組學與后基因組學人類基因組計劃與基因組學基因組：生物體配子中所包含的全部染色體及其基因，還包括細胞質基因組?；蚪M學:研究生物體內基因組的分子特征。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1990年，國際人類基因組計劃啟動；基因組計劃具體分為：①構建基因組的遺傳圖譜；②構建基因組的物理圖譜；③測定基因組DNA的全部序列；④繪制基因組的轉錄本圖譜；⑤分析基因組的功能。人類基因組的特點大?。?.2×109bp

2、;基因和基因相關序列：1200Mb，其中基因編碼的序列為48Mb，基因相關序列為1152Mb，包括假基因、基因片段和內含子以及非翻譯區(qū)；基因間相關序列：2000Mb，其中散在重復序列（IRS）為1400Mb,包括64Mb長散在核元件、420Mb短散在核元件、250Mb長末端重復序列和90Mb的DNA轉座子；基因間DNA序列還包括600Mb的其他的基因間區(qū)域序列，包括90Mb的微衛(wèi)星序列和510Mb的各種間隔區(qū)?？寺∵B續(xù)序列法：DNA切割成長度為0.1-1Mb的大片段→克隆到YAC或BAC載體上→分別測定單個克隆序列→再裝配連接成連續(xù)的DNA分子。基因組圖譜根據

3、構建的途徑，可分為兩種：遺傳圖譜：根據遺傳性狀（如已知基因位點、功能未知的DNA標記、可鑒別的表型性狀）的分離比例→將其定位在基因組中，構建相應的連鎖圖譜。物理圖譜：將各種標記直接定位在基因庫中的某一位點上。（2）構建物理圖譜的三條途徑1）限制性酶切圖譜識別位點較多的內切酶：如NotⅠ，其8個核苷酸出現的頻率為1/48=1/65536bp，而識別位點為6個核苷酸的出現頻率為1/46=1/4094bp.其酶切位點在基因組中出現頻率低的內切酶：SmaⅠ酶切DNA，每78kb只有1個切點。BssHⅡ酶切DNA，每390kb只有1個切點。NotⅠ酶切DNA，每10Mb

4、只有一個切點。（3）人類基因組物理圖譜人類基因組序列開始測定時，已有45萬個EST，其中有一些重復序列，經計算機分析篩選后得到49625個，各代表一個基因。再從中篩選出3萬個EST、2個輻射雜交系庫（分別有83和93個細胞株）、1個有32000個克隆的YAC文庫，用于構建物理圖譜。構建物理圖譜的密度為每個標記183Kb。EST分布結果表明，基因在染色體上的排列是不均勻的。將物理圖譜和遺傳圖譜整合而成更加完整的人類基因組圖譜，作為基因組測序的眶架和分析的依據。3、基因組圖譜的應用基因圖譜的構建除用于進行測序外，還有其他用途：1、基因定位；2、基因的克隆與分離；3

5、、基因組比較分析；4、基因功能的預測；5、標記輔助選擇飽和基因組圖譜可用來確定與任何一個目的基因緊密連鎖的分子標記，根據圖譜間接選擇目的基因，可降低連鎖累贅，加速目的基因的轉移和利用，提高回交育種的效率?；蚪M學1）結構基因組學；2）功能基因組學；3）比較基因組學；4）藥物基因組學5）疾病基因組學；6）蛋白質組學結構基因組學以全基因組測序為目的的基因組研究，解析基因組中全部基因的位置和結構。遺傳圖：遺傳學距離為“圖距”的基因組圖，以厘摩（cM）即每次減數分裂的重組頻率為1%來表示1cM。物理圖：以實際DNA長度為“圖距”的基因圖譜。序列圖：所有人具有99.99

6、%的相同基因轉錄圖：以表達序列標簽為“位標”繪制的分子遺傳圖譜。功能基因組學從單個基因功能的研究轉向多個基因進行系統(tǒng)功能研究，包括基因功能的發(fā)現、基因表達分析及突變檢測。DNA芯片技術面積不大的基片（氧化硅、玻璃或尼龍等材料制成）表面分成不同小格→有序的點陣排列核苷酸分子（不同基因、cDNA的DNA片段或寡核苷酸）→將待分析的核苷酸分子標記變性成單鏈，與芯片上的核苷酸分子雜交→洗掉芯片上序列不同的核苷酸分子→利用高精度的激光掃描儀記錄已雜交分子的熒光信號→計算機分析。應用領域：基因多態(tài)性檢測；基因表達分析；克隆選擇及文庫篩選（如cDNA文庫）基因突變檢測及遺傳

7、病和腫瘤的診斷等。比較基因組學通過比較不同物種的基因組之間的異同進行比較，闡明生物進化、基因功能、種族血緣、壽命、疾病和衰老的生命現象本質。藥物基因組學研究機體對藥物反應不同的遺傳差異，即藥物遺傳多態(tài)性所引起的對藥物反應的差異，還包括個體差異導致的治療效果的差異和藥物反應的不同。疾病基因組學從基因組中分離重要疾病的致病基因與相關基因。后基因組學2003年4月14日，人類基因組序列圖繪制成功，但對于90%以上的人類基因尚不了解其功能。后基因組學研究基因組的基因功能，基因之間的相互關系和調控機制的學科。蛋白質組學蛋白質組：一個基因組所表達的全部蛋白質。蛋白質組學：

8、在蛋白質水平研究基因組的基因表達，分析