基因組學與后基因組時代研究熱點.ppt

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1、第八章基因組學和后基因組時代研究熱點MolecularBiologyCourse第一節(jié)基因組和基因組學第二節(jié)蛋白組學第三節(jié)代謝組學第四節(jié)人類元基因組計劃本章內(nèi)容安排重點掌握:HGP計劃的進展及重要意義;鳥槍法序列分析技術;HapMap計劃內(nèi)容;人類元基因組計劃基因組、基因組學、蛋白質組、蛋白組學及代謝組學概念及進展基因研究是20世紀生命科學的主線★20世紀的上半葉,以遺傳學為代表,生命科學通過對基因分離、獨立分配、連鎖及化學屬性等的研究,最后以作為遺傳信息載體的DNA雙螺旋結構的提出而告捷。★20世紀下半葉,以分子生物學為代表,生命科學通過對基因復制、轉錄、翻譯

2、及遺傳密碼的分析與破譯,最終以統(tǒng)一生命世界各層次,生命科學各分支的“中心法則”的問世而集成?!?0世紀90年代,隨著全球基因組計劃,尤其是人類基因組計劃(HGP)規(guī)??涨?、速度驚人的推進,基因研究已接近“登峰造極”,人類對生命世界的理性認識達到了前所未有的深度與廣度。第一節(jié)基因組和基因組學 (GenomeandGenomics)1.1基因組(Genome):基因組一詞是從genes和chromosomes合成而來,用來描述生物的全部基因和染色體組成的概念?!?986年,美國科學家ThomasRoderick首先提出了基因組學(genomics)的概念。指對所有基

3、因進行基因組作圖(包括遺傳圖譜,物理圖譜和轉錄圖譜),核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析?!锘蚪M學應該包括兩方面內(nèi)容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structuralgenomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functionalgenomics),后者又稱后基因組研究(post-genome).1986年3月7日,美國科學家、諾貝爾獎獲得者、腫瘤病毒專家雷托·杜伯克在美國《科學》雜志上發(fā)表了一篇題為《癌癥研究的轉折點—人類基因組的全序列分析》的短文,提出有關分析人類基因組全序列的重要科學構想。杜伯克在這篇文章后來被稱為“人類基因組計劃

4、課題標書”,成為日后國際人類基因組計劃啟動和實施的重要推動力。經(jīng)過反復討論,數(shù)易其稿,1990年美國國會正式批準了人類基因組計劃。1.2人類基因組計劃(humangenomeproject,HGP)★1990年十月,國際人類基因組計劃啟動,美、英、日、法、德、中六國相繼加入其中。計劃用15年時間、30億美元的經(jīng)費,測定大約30億堿基對的DNA序列和識別其中所有的基因。中國完成1%的任務?!颒GP的本質是對人類基因組進行作圖和序列測定,旨在破譯人類所有的遺傳信息。In1998,CraigVenter挑戰(zhàn)國際人類基因組計劃GREATEXPECTATIONS26thJ

5、UNE2000Thefullysequencedhumangenome:"Withoutadoubtthisisthemostimportantandmostwondrousmapeverproducedbymankind.Thiswillsymbolisethestartofaneweraofmedicaltreatmentanddiagnosiswhichwillhaveaprofoundeffectonhumankindforcenturiestocome".★2001年2月12日,美,日,德,法,英,中六國科學家和美國賽萊拉公司聯(lián)合公布了人類基因組圖譜(

6、草圖)及初步分析結果.文特爾小組所做的人類基因組測序報告發(fā)表在《科學》雜志上(99%),科林斯帶領的公共資金支持的實驗室聯(lián)合體的報告同時發(fā)表在《自然》雜志上(85%)—兩個研究組織同時公開他們的研究成果,但不是聯(lián)合研究的成果。私人公司公開與公共研究機構叫板,最后與對手一起站在領獎臺上。"Shotgunsequencing"determinatethegenomesequenceofHaemophilusinfluenzae(H.influenzae)“鳥槍法”測定流感嗜血桿菌(H.influenzae)基因組步驟將1.8Mb的基因組DNA剪成很多隨機片段,平均長

7、度1kb;將這些片段重組克隆到質粒DNA載體;從單個重組DNA菌落中制備DNA;雙脫氧法測序;用計算機程序對所測序列組裝。MechanismofDNAshotgunsequencingSequencingStrategyofHumangenome★人類基因組精細序列圖于2003年4月23日宣告完成,完成,但其中大量基因的結構和功能尚不清楚。★與人類同步進行基因組測序的模式生物有:大腸埃希菌、酵母、線蟲、果蠅、小鼠、擬南芥及一些與人類關系密切的哺乳動物。Yeastisthefirstsingle-cellulareukaryotesequenced(1996),酵

8、母是第一個完成測序的單細

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