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1、比較基因組學(xué)與分子進(jìn)化復(fù)習(xí)題1．比較基因組學(xué)及分子進(jìn)化的產(chǎn)生背景及其應(yīng)用，請(qǐng)舉例說(shuō)明如何理解其意義？產(chǎn)生背景:隨著1990年人類基因組計(jì)劃(HumanGenomeProject，HGP)的實(shí)施并取得巨大成就，同時(shí)模式生物(modelorganisms)基因組計(jì)劃也在進(jìn)行，并先后完成了幾個(gè)物種的序列分析，研究重心從開(kāi)始揭示生命的所有遺傳信息轉(zhuǎn)移到從分子整體水平對(duì)功能的研究上。在HGP進(jìn)行中完成一系列模式生物全基因組測(cè)定，如大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅、小鼠。這些模式生物全基因組測(cè)定的完成有重大理論與現(xiàn)實(shí)意義。至此基因組的研究進(jìn)入了后基因組時(shí)代（postgenomeera）。它
2、的研究?jī)?nèi)容可以概括為：比較基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄物組學(xué)、代謝物組學(xué)等，是在全基因組水平上研究基因功能和基因之間互相作用及其調(diào)控機(jī)制的學(xué)科。隨著公共資源數(shù)據(jù)體系的大規(guī)模建立，面對(duì)海量數(shù)據(jù)，如何從這些數(shù)據(jù)中獲得自己想要的知識(shí)，搜集、管理、處理、分析、釋讀能力的要求迅速提升，比較基因組學(xué)和分子進(jìn)化已經(jīng)成為生命科學(xué)研究的核心和不可分割的學(xué)科。應(yīng)用：比較基因組學(xué)能根據(jù)對(duì)一種生物相關(guān)基因的認(rèn)識(shí)來(lái)理解、詮釋甚至克隆分離另一種生物的基因。遠(yuǎn)緣基因組間的比較為認(rèn)識(shí)生物學(xué)機(jī)制的普遍性，尋找研究復(fù)雜生理和病理過(guò)程所需的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ吞峁┝死碚撘罁?jù)，而近緣基因組間的比較則為認(rèn)識(shí)基因結(jié)
3、構(gòu)與功能等細(xì)節(jié)提供了參數(shù)。比較基因組學(xué)與分子進(jìn)化拓展了模式生物從測(cè)序的意義，不僅可以模式生物基因組研究模式生物本身，更重要的是利用模式生物研究進(jìn)化上相近的其他物種；推動(dòng)了物種起源和生物進(jìn)化研究的發(fā)展；同時(shí)帶來(lái)了研究方法的思路的突破，促進(jìn)了反向遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展。舉例：兩種血吸蟲完整基因組序列被確定兩個(gè)國(guó)際聯(lián)合課題組報(bào)告了曼氏血吸蟲和日本血吸蟲的完整基因組序列。它們是引起血吸蟲?。ㄒ卜Q“裂體血吸蟲病”）的三種主要病原體中的兩種。血吸蟲病是一種“被忽視的”熱帶疾病，影響76個(gè)國(guó)家的超過(guò)2億人。對(duì)基因組序列的解析不僅能夠在遺傳學(xué)水平上揭示蟲體的活動(dòng)規(guī)律，而且還將有利于發(fā)現(xiàn)新的藥
4、物作用靶位和疫苗抗原，通過(guò)對(duì)曼氏血吸蟲和日本血吸蟲的基因轉(zhuǎn)錄譜和蛋白質(zhì)表達(dá)譜的研究，已發(fā)現(xiàn)了一些血吸蟲與宿主相互作用的重要分子。對(duì)新的基因組序列所作的分析，為了解這些病原體的分子結(jié)構(gòu)和宿主互動(dòng)方式以及未來(lái)開(kāi)發(fā)該疾病定向干涉療法的途徑提供了線索。這兩種血吸蟲的基因組是首次被測(cè)序的兩種扁形蟲基因組，所以它們?yōu)榱私鈩?dòng)物演化中的早期事件、尤其是身體模式的確定及組織發(fā)育成器官的過(guò)程提供了新視角。2．目前國(guó)際上主要生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)資源包括那些？其作用是什么？在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中BLAST的含義是什么，如何評(píng)價(jià)其結(jié)果的可靠性？Blastp、Blastn、blastx、Tblastn和Tbl
5、astx分別能夠完成那些研究工作，請(qǐng)舉例說(shuō)明？1（1）主要生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)及其作用：①核算序列數(shù)據(jù)庫(kù)：NCBI：國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NationalCenterforBiotechnologyInformation,簡(jiǎn)稱NCBI)是美國(guó)國(guó)家醫(yī)學(xué)圖書館(NLM)的一部分(該圖書館是美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所的一部分)。涵蓋了幾乎目前研究得到的所有蛋白質(zhì)、核酸序列、基因和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的信息，并提供多種軟件工具和檢索系統(tǒng)。EMBL：EMBL-EuropeanBioinformaticsInstitute歐洲生物信息研究所。為科學(xué)界提供免費(fèi)生物信息資源、促進(jìn)基礎(chǔ)研究、提供培訓(xùn)和傳播行
6、業(yè)尖端技術(shù)。管理和維護(hù)著多個(gè)大型生物信息公共數(shù)據(jù)庫(kù)，跨基因組學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)，化學(xué)信息學(xué)，轉(zhuǎn)錄組學(xué)，系統(tǒng)生物學(xué)等，同時(shí)創(chuàng)建了多種工具供讓研究人員分析和分享信息。DDBJ：DDBJ(DNADataBankofJapan)日本DNA數(shù)據(jù)庫(kù)。DDBJ主要向研究者收集DNA序列信息并賦予其數(shù)據(jù)存取號(hào)，信息來(lái)源主要是日本的研究機(jī)構(gòu)，亦接受其他國(guó)家呈遞的序列。與NCBI的GenBank，EBI的EMBL數(shù)據(jù)庫(kù)共同組成國(guó)際DNA數(shù)據(jù)庫(kù)，每日都交換更新數(shù)據(jù)和信息，并主持兩個(gè)國(guó)際年會(huì)－國(guó)際DNA數(shù)據(jù)庫(kù)咨詢會(huì)議和國(guó)際DNA數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)作會(huì)議，互相交換信息，因此三個(gè)庫(kù)的數(shù)據(jù)實(shí)際上是相同的。②蛋白質(zhì)序
7、列數(shù)據(jù)庫(kù)：UniProt：UniversalProtein是信息最豐富、資源最廣的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。它由整合Swiss-Prot、TrEMBL和PIR-PSD三大數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)而成。他的數(shù)據(jù)主要來(lái)自于基因組測(cè)序項(xiàng)目完成后，后續(xù)獲得的蛋白質(zhì)序列。它包含了大量來(lái)自文獻(xiàn)的蛋白質(zhì)的生物功能的信息。PIR：PIR數(shù)據(jù)庫(kù)按照數(shù)據(jù)的性質(zhì)和注釋層次分四個(gè)不同部分，分別為PIR1、PIR2、PIR3和PIR4。PIR1中的序列已經(jīng)驗(yàn)證，注釋最為詳盡；PIR2中包含尚未確定的冗余序列；PIR3中的序列尚未加以檢驗(yàn)，也未加注釋;而PIR4中則包括了其它各
