基因組學(xué)概述ppt課件-wenkub.com
2025-05-09 02:38 本頁面
【正文】 基本完成 DNA序列分析的真核生物基因組比較 人類基因組數(shù)據(jù)庫中蛋白質(zhì)編碼基因的部分重要參數(shù)比較 不同物種中單拷貝基因的數(shù)量及占及因總數(shù)百分比 通過基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較基因組學(xué)研究 尿殖道支原體是已知最小的基因組，可依次確定能自我復(fù)制的細(xì)胞必需的一套最少的核心基因。 遠(yuǎn)緣 基因組間的比較為認(rèn)識生物學(xué)機(jī)制的普遍性，尋找研究復(fù)雜生理和病理過程所需的實驗?zāi)Ｐ吞峁┝死碚撘罁?jù)，而 近緣 基因組間的比較則為認(rèn)識基因結(jié)構(gòu)與功能等細(xì)節(jié)提供了參數(shù)。 人類基因組計劃所提供的這四張圖，即遺傳圖，物理圖，轉(zhuǎn)錄圖，人類基因組的序列圖，特別是人類核酸序列圖，蘊(yùn)藏了決定我們生、老、病、死的所有遺傳信息，必將成為人類認(rèn)識自我、改造自我的用之不絕的知識源泉，為 21世紀(jì)現(xiàn)代生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的迅速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 人類基因組的序列圖 人類基因組的核苷酸序列圖（ human genome sequence）是分子水平上最高層次的、最詳盡的物理圖。人類基因組中，只有 1%5%的序列編碼了蛋白質(zhì)，最多可能有（ 57）萬個蛋白質(zhì)編碼基因。 遺傳圖所表現(xiàn)的，是通過連鎖分析確定的各基因間的相對位置；物理圖則表現(xiàn)染色體上每個 DNA片段的實際順序 。 人類基因組中的SNP作為一穿標(biāo)記的分子機(jī)制 “遺傳圖 ” 的 建立為人類疾病相關(guān)基因的分離克隆奠定了基礎(chǔ)。 ? 第三代 DNA遺傳標(biāo)記，可能也是最好的遺傳標(biāo)記，是分散于基因組中的單個堿基的差異。 STRP有兩個最突出的優(yōu)點，即作為遺傳標(biāo)記的 “ 多態(tài)性 ” 與 “ 高頻率 ” 。 DNA序列上的微小變化，甚至 1個核苷酸的變化，也能引起限制性內(nèi)切酶切點的丟失或產(chǎn)生，導(dǎo)致酶切片段長度的變化。這時就可說，基因 IA和 NP相距較近，連鎖圖上的距離為 10厘摩（重組率 1％即為 1厘摩）。例如，在 ABO血型基因中，位于 9號染色體長臂 3區(qū)4帶（ 9q34）的基因 IA，決定抗原 A的存在，表現(xiàn) A型血性狀。）來表示。 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)。 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。 ? 2022年，人類基因組計劃完成。諾貝爾獎金獲得者。隨后美國能源部宣布實施這一草案。 為什么選擇人類的基因組進(jìn)行研究？ ? 人類是在 “ 進(jìn)化 ” 歷程上最高級的生物 ? 認(rèn)識自身 ? 掌握生老病死規(guī)律 ? 疾病的診斷和治療 ? 了解生命的起源 在人類基因組計劃中，包括對五種生物基因組的研究：大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅和小鼠，稱之為人類的五種 “ 模式生物 ” 。 人類基因組計劃 human genome project， HGP HGP簡介 ? 人類基因組計劃是由美國科學(xué)家于 1985年率先提出、于 1990年正式啟動的。 基因組 (genome) 泛指一個有生命體 、 病毒或細(xì)胞器的全部遺傳物質(zhì)；在真核生物 ， 基因組是指一套染色體 （ 單倍體 ） DNA。 ? 與此同時，歷時七年 (19891996年 )的第一個真核生物釀酒酵母 (Saccharomyces cevevisiae)基因組計劃在歐共體及美、日、加、英等各國實驗室共同努力下得以完成。 通過比較確知其功能的； 在數(shù)據(jù)庫中有相匹配的蛋白質(zhì)序列，但不知其能的； 在數(shù)據(jù)庫中找不到任何相匹配蛋白質(zhì)序列的新基因 。 肺炎支原體 GC百分含量高和 GC百分含量低的區(qū)域?qū)?yīng)于重組值較低的區(qū)域，包括著絲粒和端粒，而尿殖道支原體 GC百分含量最低的區(qū)域?qū)?yīng)于 rRNA和 tRNA。另一種方法不是根據(jù)片段的染色體位置，而是根據(jù)其重疊部分進(jìn)行 “ 拼裝 ” 。 (2) 靶標(biāo)鳥槍法 (direted shotgun)。 鳥槍法測序的缺點 ? 隨著所測基因組總量增大，所需測序的片段大量增加，造成重復(fù)測定，也易丟失某些序列，且數(shù)據(jù)處理分析工作量大。 TIGR發(fā)展了新的軟件，修改了序列集合規(guī)則以最大限度地排除錯誤的連鎖匹配。 克隆數(shù)要達(dá)到一定數(shù)量，即經(jīng)末端測序的克隆片段的堿基總數(shù)應(yīng)達(dá)到基因組 5倍以上。 化學(xué)裂解法測定 DNA的核苷酸序列 雜交法 SBH （ Sequencing by hybridization） ? 用特定長度的具有所有可能堿基序列的寡核苷酸探針與未知序列的 DNA片段雜交。 在不同的酸、堿、高鹽和低鹽條件下，三種化學(xué)試劑按不同組合可以特異地切割核苷酸序列中特定的堿基。由此產(chǎn)生的一組具有不同長度的 DNA鏈的反應(yīng)混合物，經(jīng)凝膠電泳按大小分離和放射自顯影之后，便可根據(jù) x光底片上所顯示的相應(yīng)譜帶，直接讀出待測 DNA片斷的核苷酸序列。 ? 反應(yīng)體系中 dNTPs的濃度遠(yuǎn)高于ddNTPs(一般 1： 3~4)。 ? 雜交測序法 ? 質(zhì)譜法 ? 單分子測序法 ? 原子探針顯微鏡測序法 ?DNA 芯片法 經(jīng)典方法 : Sanger雙脫氧鏈終止法 (Sanger,1977) MaxamGilbert DNA化學(xué)降解法 (Maxam amp。選取有關(guān)的克隆進(jìn)行DNA測序，就可以“拼裝”出整個染色體或基因組的 DNA序列。 如果能夠得到DNA一條鏈的序列 ， 那么根據(jù)互補(bǔ)原則 ， 另一條鏈的序列也就得到了 。 在一般情況下 ， 對于一個特定的片段 ， 我們不知道它是屬于正向鏈還是屬于反向鏈 ， 也不知道該片段相對于起點的位置 。 人類基因組 線粒體基因組 () 核基因組 (3200Mb) 基因外序列 基因和基因有關(guān)序列 約 10% 約 90% 專一或中等重復(fù)序
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