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《第九章 基因組學(xué)與比較基因組學(xué)4》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第九章基因組學(xué)與后基因組學(xué)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(xì)胞質(zhì)基因組?;蚪M學(xué):研究生物體內(nèi)基因組的分子特征。以整個(gè)基因組為研究對(duì)象,而不是以單個(gè)基因?yàn)閱挝蛔鳛檠芯繉?duì)象。主要目標(biāo):認(rèn)識(shí)基因組的結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化;闡明整個(gè)基因組所包含的遺傳信息和相互關(guān)系;充分利用有效資源,預(yù)防和治療人類疾病。人類基因組計(jì)劃DNA鳥槍法序列分析技術(shù)后基因組學(xué)研究Contents一、人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)1986年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者R.Dulbecco(杜爾貝科)提出人類基因組計(jì)劃——測(cè)出人類全套基因組的DNA
2、堿基序列(3X109bp)第一節(jié) 人類基因組計(jì)劃1975年,獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)美國(guó)政府決定于1990年正式啟動(dòng)HGP,預(yù)計(jì)用15年時(shí)間,投入30億美元,完成HGP。由國(guó)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(kuò)展為多國(guó)協(xié)作計(jì)劃。參與者包括:英、日、法、德和中國(guó)(1993年)二、人類基因組計(jì)劃的進(jìn)展?fàn)顩r(1)截至1998年10月,完成1.8X108bp,占計(jì)劃的6%。(2)完成一系列模式生物全基因組測(cè)定。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。(3)DNA測(cè)序技術(shù)飛速
3、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(jìn)格局2000.6完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(guó)國(guó)家人類基因組研究所所長(zhǎng)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(guān)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(lǐng)域測(cè)序
4、計(jì)劃工作框架圖2000年12月美、英等國(guó)科學(xué)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(xì)圖”完成,(99%),同時(shí)發(fā)表論文美國(guó)Science,Vol.291,No.5507英國(guó)Nature,Vol.409,p.860DAN測(cè)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(jì)劃的科學(xué)意義(1)確定人類基因組中約5萬個(gè)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)
5、了解轉(zhuǎn)錄和剪接調(diào)控元件的結(jié)構(gòu)與位置,從整個(gè)基因組結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),包括各種重復(fù)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(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄及表達(dá)調(diào)控中的影響與作用。(4)研究空間結(jié)構(gòu)對(duì)基因調(diào)節(jié)的作用。有些基因的表達(dá)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(yuǎn),但若從整個(gè)染色體的空間結(jié)構(gòu)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(dá)調(diào)控規(guī)律。(5)發(fā)現(xiàn)與DNA復(fù)制、重組等有關(guān)的序列。
6、DNA的忠實(shí)復(fù)制保障了遺傳的穩(wěn)定性,正常的重組提供了變異與進(jìn)化的分子基礎(chǔ)。局部DNA的推遲復(fù)制、異常重組等現(xiàn)象則導(dǎo)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(fù)制和重組有關(guān)的序列及其變化,將對(duì)研究人類基因組的遺傳與進(jìn)化提供重要的結(jié)構(gòu)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(jī)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(xué)改變及其進(jìn)程,為這些疾病的診斷、預(yù)防和治療提供理論依據(jù)。(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
7、質(zhì)。了解有關(guān)病毒基因組侵染人類基因組后的影響,可能指導(dǎo)人類有效地利用病毒載體進(jìn)行基因治療。(8)研究染色體和個(gè)體之間的多態(tài)性。這些知識(shí)可被廣泛用于基因診斷、個(gè)體識(shí)別、親子鑒定、組織配型、發(fā)育進(jìn)化等許多醫(yī)療、司法和人類學(xué)的研究。此外,這些遺傳信息還有助于研究人類歷史進(jìn)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(duì)生物基因組全序測(cè)定工作的科學(xué)意義與社會(huì)意義的認(rèn)識(shí)(8分)中國(guó)科學(xué)院2002年碩士學(xué)位研究生入學(xué)分子遺傳學(xué)試題遺傳圖譜轉(zhuǎn)錄圖譜0.7cM或kb序列圖
8、譜物理圖譜100kbSTSmap四張圖:物理圖、轉(zhuǎn)錄圖遺傳圖、序列圖四、HGP的主要任務(wù)1、遺傳圖(連鎖圖)指基因或DNA標(biāo)記在染色體上的相對(duì)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(gè)堿基會(huì)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(gè)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(biāo)記是RFLP(re