基因組學(xué)概述ppt課件(參考版)
2025-05-15 02:38本頁面
【正文】 通過對尿殖道支原體與流感嗜血桿菌這兩個親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的生物基因組的比較，選取其共同的基因，再加上一些其他基因，最后組成一套含 256個基因的最小基因組 。研究發(fā)現(xiàn)，低等真核生物如酵母、線蟲以及高等植物擬南芥，不但基因組比較小，基因密度比較高，百萬堿基對中含有 200個或更多的基因，而且異染色質(zhì)的比例較底，基因組 90%以上由常染色質(zhì)組成，而果蠅核人類基因組中異染色質(zhì)的比例較高，占基因組的 20%40%。因此，為充分理解人類基因組，必須對一系列近緣和遠(yuǎn)緣的模式生物進(jìn)行基因組程度上的比較分析工作。 由于生物在進(jìn)化上是相互關(guān)聯(lián)的，對一種生物的研究可以為其它生物提供有價值的信息。 比較基因組學(xué) 比較基因組學(xué)（ parative genomics） ：根據(jù)對一種生物相關(guān)基因的認(rèn)識來理解、詮釋甚至克隆分離另一種生物的基因。 模式生物體的研究 ? 利用酵母 、 線蟲 、 果蠅 、 大腸桿菌斑馬魚 、 小鼠等模式生物體進(jìn)行基因的剔除或轉(zhuǎn)基因的研究 ， 從而在整體水平認(rèn)識基因的功能 ?？傞L約 1m、由 30億個核苷酸組成的全序列是人類基因組計劃中最明確、最艱巨的任務(wù)。 3. 根據(jù)不同的細(xì)胞表型吧各類蛋白分成若干亞類，如胞漿蛋白就被分為與能了代謝相關(guān)蛋白、溶酶體蛋白、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白等。 生產(chǎn) EST的主要程序如下： 1. 分離特定組織再某以發(fā)展階段或某種生理條件下的總 mRNA，合成 cDNA并進(jìn)行序列分析。人類的基因轉(zhuǎn)錄圖（ expression profiling）（ cDNA圖），或者基因的 cDNA片段圖，即表達(dá)序列標(biāo)簽圖（ EST，expressed sequence tag）是人類基因組圖的雛形。物理圖 是指以已知核苷酸序列的 DNA片段（序列標(biāo)簽位點，sequencetagged site， STS）為 “ 路標(biāo) ” ，以堿基對（ bp， kb， Mb）作為基本測量單位（圖距）的基因組圖。把多態(tài)性的疾病基因位點（該位點至少包括 “ 正常 ” 及 “ 致病 ” 兩個等位基因）與上述遺傳標(biāo)記進(jìn)行分析比較時，如果在家系中證實該基因與某個標(biāo)記不連鎖（重組率為 50%），表明該基因不在這一標(biāo)記附近；如果發(fā)現(xiàn)該基因與某個標(biāo)記有一定程度的 “ 連鎖 ” （重組率小于 50%但大于 0），表明它可能位于這個標(biāo)記附近；如果該基因與某標(biāo)記間不發(fā)生重組（重組率等于 0），我們就推測該標(biāo)記與所研究 的疾病基因可能非常接近。擁有 5000多個遺傳學(xué)位點，相當(dāng)于把整個人類基因組劃分為 5000多個小區(qū)，并分別設(shè)置了 “ 標(biāo)牌 ” 。 SNP遺傳標(biāo)記分析完全屏棄了經(jīng)典的凝膠電泳，代以最新的 DNA芯片技術(shù)，是人類基因組 “ 遺傳圖 ” 發(fā)展方向。這種差異包括單個堿基的缺失和插入，但更常見的是單個核苷酸的替換，即 單核苷酸的多態(tài)性 （ SNP，single nucleotide polymorphism）。有高度變異性但卻按照孟德爾的規(guī)律遺傳，所以，他們是很好的 DNA多態(tài)性標(biāo)記，被廣泛應(yīng)用于基因定位、 DNA指紋分析和遺傳病的連鎖診斷。 人類基因組中的遺傳多態(tài)性大多表現(xiàn)在重復(fù)序列上，特別是短串聯(lián)重復(fù)序列，如小衛(wèi)星 DNA核微衛(wèi)星DNA上，其多態(tài)性主要來自重復(fù)序列拷貝數(shù)的變化。 RFLP分子表集中的顯性與共顯多肽性分子機(jī)制 ? 第二代 DNA遺傳標(biāo)記利用了存在于人類基因組中的大量重復(fù)序列，包括重復(fù)單位長度在 1565個核苷酸左右的 小衛(wèi)星DNA（ minisatellite DNA）， 重復(fù)單位長度在 26個核苷酸之間的 微衛(wèi)星 DNA（ microsatellite DNA），后者又稱為簡短串聯(lián)重復(fù)（ STR、 STRP或 SSLP， short tandem repeat polymorphism或者 simple sequence length polymorphism）。由于核苷酸序列的改變遍及整個基因組，特別是進(jìn)化中選擇壓力不是很大的非編碼序列之中， RFLP的出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了經(jīng)典的蛋白質(zhì)多態(tài)性。 ? 第一代 DNA遺傳標(biāo)記是 RFLP（ Restriction Fragment Length Polymorphism，限制性片段長度多態(tài)性）。 如果只用已知定位的少數(shù)幾個基因作遺傳標(biāo)記，由于遺傳標(biāo)記的數(shù)目太少，很難繪制完整的連鎖圖。進(jìn)一步的觀察發(fā)現(xiàn)，這個家庭的后代中，有 1/10為 A型血而無指甲髕骨綜合征，這表明基因 IA和 NP發(fā)生了交換，交換率（重組率）為 1/10。由于 ABO血型的廣泛存在，所以可用它作遺傳標(biāo)記?？茖W(xué)上用兩個位點之間的交換或重組頻率來表示其 “ 遺傳學(xué)距離 ” 經(jīng)典的遺傳標(biāo)記是可被電泳或免疫技術(shù)檢出的 蛋白質(zhì)標(biāo)記 ，如紅細(xì)胞 ABO血型位點標(biāo)記，白細(xì)胞 HLA位點標(biāo)記等。 cM值越大，兩者之間距離越遠(yuǎn)。 HGP的主要任務(wù) ? 遺傳圖譜 ? 物理圖譜 ? 轉(zhuǎn)錄圖譜 ? 序列圖譜 遺傳圖 遺傳圖（ genotio map）又稱為連鎖圖（ linkage map）：是指基因或 DNA標(biāo)志在染色體上的相對位置與遺傳距離，通常以基因或 DNA片段在染色體交換過程中的分離頻率厘摩（ cM 1%的重組率稱為 1cM。 ⑦ 確定人類基因組中轉(zhuǎn)座子、逆轉(zhuǎn)座子和病毒殘余粗劣，研究其周圍序列的性質(zhì)。 ⑤ 發(fā)現(xiàn)與 DNA復(fù)制、重組等有關(guān)的序列。 ④ 研究空間結(jié)構(gòu)對基因調(diào)節(jié)的作用。 ② 了解轉(zhuǎn)錄核剪接調(diào)控元件的結(jié)構(gòu)與位置，從整個基因這樣結(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)。 人類基因組計劃的科學(xué)意義 確定人類基因組所攜帶的全部遺傳信息，認(rèn)識自我，揭開人來生長發(fā)育的奧秘，追求健康，戰(zhàn)勝疾病，是人類基因組計劃的最終目標(biāo)。 ? 2022年，人類基因組草圖完成。 ? 1990年，歷經(jīng) 5年辯論之后，美國國會批準(zhǔn)美國的 “ 人類基因組計劃 ” 于10月 1日正式啟動。 ? 1989年美國成立 “ 國
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