基因組與蛋白質(zhì)組

基因組與蛋白質(zhì)組第1頁/共124頁一、生物分類系統(tǒng)

動(dòng)物

真菌原生生物

植物非細(xì)胞生物真核生物原核生物生物界（病毒）（藍(lán)藻、細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次氏體）第2頁/共124頁基因組分類病毒基因組真核生物基因組原核生物基因組基因組第3頁/共124頁三、基因組※基因組（genome）:是指單倍體細(xì)胞中全套的染色體或全部基因。單倍體細(xì)胞中全套的染色體為一個(gè)基因組。單倍體細(xì)胞中全部基因?yàn)橐粋€(gè)基因組?；蚪M是單倍體細(xì)胞中包括編碼序列和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA分子。

第4頁/共124頁基因組大小

第5頁/共124頁C值（C-value）：單倍體基因組中的全部DNA量(bp)

106107108109

10101011顯花植物骨魚類哺乳類甲殼類爬行類鳥類藻類真菌革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌支原體霉菌蠕蟲類軟體動(dòng)物棘皮類昆蟲類軟骨魚類兩棲類第6頁/共124頁※C值（Cvalue）：單倍體基因組中的全部DNA量，也就是基因組的大小?！鵆值矛盾（Cvalueparadox）：生物體的進(jìn)化程度與基因組大小之間不完全成比例的現(xiàn)象稱為C值矛盾，又稱C值悖論。第7頁/共124頁第二節(jié)

原核生物基因組第8頁/共124頁第二節(jié)原核生物基因組一、原核生物基因組特征第9頁/共124頁一、原核生物基因組特征

什么是原核生物（prokaryote）？

細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次體、螺旋體、放線菌和藍(lán)綠藻等原始生物的總稱，是最簡單的細(xì)胞生物體。第10頁/共124頁原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別第11頁/共124頁原核生物基因組原核生物基因組DNA較小，一般在106～107bp之間原核生物基因組中只有一個(gè)DNA復(fù)制起點(diǎn)僅有一條染色體構(gòu)成，且為環(huán)狀雙鏈裸DNA

大腸桿菌4.6×106bp人類3×109bp基因數(shù)目較少，約含3500個(gè)基因第12頁/共124頁※一、原核生物基因組特征（一）原核生物的類核結(jié)構(gòu)（二）原核生物的操縱子結(jié)構(gòu)（三）原核生物的結(jié)構(gòu)基因（四）含有可移動(dòng)DNA序列（五）具有編碼同工酶的基因第13頁/共124頁(一)原核生物的類核結(jié)構(gòu)

※

1.類核的定義原核生物沒有典型的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)，基因組DNA位于細(xì)胞中央的核區(qū)，無核膜將其與細(xì)胞質(zhì)隔開，但能在蛋白質(zhì)的協(xié)助下，以一定的組織形式盤曲、折疊包裝，形成類核，也稱擬核。第14頁/共124頁第15頁/共124頁※

（二）原核生物的操縱子結(jié)構(gòu)※

1、定義

原核生物的結(jié)構(gòu)基因大多數(shù)按功能相關(guān)性成簇地串聯(lián)排列于染色體上。結(jié)構(gòu)基因連同其上游的調(diào)控區(qū)（包括調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)基因和操縱基因）以及下游的轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)，共同組成了一個(gè)基因表達(dá)單位，即操縱子（operon）。操縱子結(jié)構(gòu)是原核生物基因組的功能單位如：乳糖操縱子（lacoperon）、阿拉伯糖操縱子（araoperon）及色氨酸操縱子（trpoperon）。第16頁/共124頁(三)原核生物的結(jié)構(gòu)基因

1.定義基因中編碼RNA或蛋白質(zhì)的DNA序列稱為結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因中沒有內(nèi)含子，基因是連續(xù)的，RNA被合成后不需要經(jīng)過剪接加工。第17頁/共124頁(三)原核生物的結(jié)構(gòu)基因2.特點(diǎn)（1）單拷貝，連續(xù)排列，多順反子結(jié)構(gòu)（3）存在重復(fù)序列,多為反向重復(fù)序列（2）基因的編碼順序一般不重疊第18頁/共124頁多順反子:多個(gè)結(jié)構(gòu)基因共用一個(gè)啟動(dòng)子和一個(gè)終止子，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄共同生成一個(gè)mRNA分子，這個(gè)mRNA分子帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息。可以編碼幾種不同的、但多為功能相關(guān)的蛋白質(zhì)。原核的mRNA的5’端無帽狀結(jié)構(gòu)，3’端也無poly（A）尾，但也有3’以及5’非編碼區(qū)。第19頁/共124頁

※

原核生物基因組十大特征1.僅有一條染色體構(gòu)成，且為環(huán)狀雙鏈裸DNA2.僅有一個(gè)DNA復(fù)制起點(diǎn)3.類核結(jié)構(gòu)，也稱“擬核”4.具有操縱子結(jié)構(gòu)5.結(jié)構(gòu)基因?yàn)閱慰截?、連續(xù)排列、多順反子結(jié)構(gòu)6.無重疊基因現(xiàn)象7.基因組中存在重復(fù)序列8.具有編碼同工酶的基因9.存在可移動(dòng)序列10.編碼區(qū)在基因組中占50%第20頁/共124頁第三節(jié)

病毒基因組第21頁/共124頁

第三節(jié)病毒基因組病毒自然界普遍存在的一種結(jié)構(gòu)簡單、不能單獨(dú)繁殖，只能在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制以保證遺傳信息傳遞的微生物。完整的病毒顆粒是由核酸和蛋白質(zhì)組成。

第22頁/共124頁第三節(jié)病毒基因組一、病毒基因組特征二、DNA病毒三、RNA病毒第23頁/共124頁※一、病毒基因組特征（一）基因組的堿基組成（二）基因組核酸類型

（三）基因組中有基因重疊現(xiàn)象（四）基因組中具有操縱子結(jié)構(gòu)（五）病毒基因可連續(xù)也可間斷（六）基因組中重復(fù)序列少第24頁/共124頁一、病毒基因組特征（七）基因組中非編碼區(qū)少（八）基因組是單倍體（九）相關(guān)基因叢集（十）病毒基因組含有不規(guī)則結(jié)構(gòu)基因，轉(zhuǎn)錄出多種mRNA分子第25頁/共124頁一、病毒基因組特征

（一）基因組的堿基組成病毒基因組結(jié)構(gòu)相對簡單，基因數(shù)少，所含信息量也少，不同病毒的基因組大小有較大差異。第26頁/共124頁一、病毒基因組特征

（二）基因組核酸類型雙鏈DNA；單鏈DNA

雙鏈RNA；單鏈RNA

環(huán)狀分子；線性分子第27頁/共124頁一、病毒基因組特征

什么是正鏈病毒？什么是負(fù)鏈病毒？如果基因組序列與mRNA相同，稱為正鏈DNA(+DNA)或正鏈RNA(+RNA)病毒。如果與mRNA互補(bǔ)，則稱為負(fù)鏈DNA(-DNA)或負(fù)鏈RNA(-RNA)病毒。第28頁/共124頁單鏈正鏈RNA病毒基因組可直接作為模板功能，翻譯出所編碼的蛋白質(zhì)，并復(fù)制出病毒核酸，自我組裝成為成熟的病毒顆粒，感染宿主細(xì)胞。一、病毒基因組特征

第29頁/共124頁

（三）基因組中有基因重疊現(xiàn)象這種結(jié)構(gòu)的意義在于使較小的基因組能攜帶較多的遺傳信息，使病毒利用有限的基因，編碼更多的蛋白質(zhì)。一、病毒基因組特征

第30頁/共124頁一、病毒基因組特征第31頁/共124頁一、病毒基因組特征

（四）基因組中具有操縱子結(jié)構(gòu)

噬菌體ΦΧ174是單鏈DNA病毒，含A、A*、B、C、D、E、F、G、H、J及K共11個(gè)蛋白質(zhì)基因，但這些基因卻只能轉(zhuǎn)錄成3個(gè)mRNA，其中一個(gè)從A基因開始，一個(gè)從B基因開始，另一個(gè)從D基因開始。第32頁/共124頁二、DNA病毒（一）DNA病毒基因組的一般特點(diǎn)（二）幾種典型的DNA病毒第33頁/共124頁二、DNA病毒

※

（一）DNA病毒基因組的一般特點(diǎn)

1.DNA病毒基因組以雙鏈DNA為常見

2.DNA病毒的基因組中，不同基因可以不同的鏈作為轉(zhuǎn)錄模板

3.幾乎所有真核DNA病毒都是在活宿主細(xì)胞核內(nèi)復(fù)制第34頁/共124頁二、DNA病毒

4．較大的雙鏈DNA病毒可引起多種嚴(yán)重疾病，而較小的DNA病毒會(huì)在宿主體內(nèi)誘發(fā)腫瘤。

5．有的DNA病毒不能直接通過DNA復(fù)制過程進(jìn)行基因組復(fù)制，必須先轉(zhuǎn)錄出一個(gè)RNA中間體（前基因組），然后通過逆轉(zhuǎn)錄過程才能完成基因組復(fù)制。

6．DNA病毒一般比RNA病毒大，生活周期較復(fù)雜。

第35頁/共124頁（二）幾種典型的DNA病毒

1.SV40病毒基因組2.腺病毒基因組3.乙型肝炎病毒基因組二、DNA病毒

第36頁/共124頁二、DNA病毒

1.SV40病毒基因組

SV40也稱猿猴病毒40（simianvirus40，SV40）基因組為雙鏈環(huán)狀DNA，由5243bp組成基因組復(fù)制依賴于宿主細(xì)胞的酶類而完成基因組中含有早期轉(zhuǎn)錄基因和晚期轉(zhuǎn)錄基因第37頁/共124頁二、DNA病毒

第38頁/共124頁二、DNA病毒2.腺病毒基因組腺病毒(adenovirus)顆粒呈球形，直徑70nm～90nm，無包膜核心是線性雙鏈DNA，全長36kb第39頁/共124頁二、DNA病毒3.乙型肝炎病毒基因組基因組長3.2kb，是帶有部分單鏈區(qū)的環(huán)狀雙鏈DNA分子，兩條鏈長度不等。長鏈為負(fù)鏈：L(-)

長度固定，攜帶有病毒全部的編碼信息。短鏈為正鏈：S(+)

長度不等，約1.6kb～2.8kb。第40頁/共124頁二、DNA病毒第41頁/共124頁三、RNA病毒（一）基因組的一般特點(diǎn)（二）幾種典型的RNA病毒第42頁/共124頁三、RNA病毒

※

（一）基因組的一般特點(diǎn)

1.單鏈或雙鏈，但以單鏈RNA為多見

2.所攜帶的遺傳信息一般都在同一條鏈上，因此病毒RNA鏈有正負(fù)之分

3.許多哺乳類逆轉(zhuǎn)錄病毒屬于單正鏈雙體RNA，含有2個(gè)相同的(＋)RNA，屬于雙倍體

第43頁/共124頁三、RNA病毒

4.RNA病毒變異率很高，平均每103～104個(gè)堿基中有一個(gè)突變

5.RNA病毒的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄常常獨(dú)立于宿主細(xì)胞核

6.盡管不同RNA病毒的復(fù)制方式不相同，但均需經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄完成其基因組的復(fù)制第44頁/共124頁（二）幾種典型的RNA病毒1.丙型肝炎病毒基因組2.人類免疫缺陷病毒基因組三、RNA病毒第45頁/共124頁三、RNA病毒1.丙型肝炎病毒基因組病毒呈球型顆粒，直徑約50nm，有脂質(zhì)包膜基因組為單鏈正鏈RNA病毒，鏈長約9.5kb整個(gè)基因組只有一個(gè)ORF，編碼3011或3010個(gè)氨基酸

第46頁/共124頁三、RNA病毒HCV基因組的兩個(gè)突出特征：5′末端有一個(gè)長度和序列非常穩(wěn)定的非編碼區(qū)（UTR），此區(qū)是整個(gè)基因組中最保守的區(qū)域3′端UTR長度取決于病毒的來源第47頁/共124頁三、RNA病毒2.人類免疫缺陷病毒基因組人類免疫缺陷病毒是獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS）的病原體，屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒。第48頁/共124頁三、RNA病毒HIV基因組：由2條相同的正鏈RNA在5′端通過氫鍵互相連接形成二聚體單鏈RNA含9749個(gè)核苷酸，共有9個(gè)基因

3個(gè)為結(jié)構(gòu)基因（gag、pol、env）

——編碼病毒毒粒的結(jié)構(gòu)蛋白

6個(gè)為調(diào)控基因（tat、rev、nef、vif、vpr、vpu）第49頁/共124頁三、RNA病毒第50頁/共124頁第四節(jié)

真核生物基因組

第51頁/共124頁第三節(jié)真核生物基因組一、細(xì)胞核基因組及其特點(diǎn)二、細(xì)胞質(zhì)基因組及其特點(diǎn)三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病第52頁/共124頁原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別線粒體、葉綠體第53頁/共124頁真核生物基因組細(xì)胞核基因組細(xì)胞質(zhì)基因組※第54頁/共124頁※一、真核生物細(xì)胞核基因組的特征體細(xì)胞為二倍體1線狀DNA與組蛋白結(jié)合形成染色體2基因?yàn)閿嗔鸦?，有?nèi)含子結(jié)構(gòu)3結(jié)構(gòu)基因?yàn)閱雾樂醋咏Y(jié)構(gòu)4基因組有大量的重復(fù)序列5染色體末端具有端粒結(jié)構(gòu)6高度重復(fù)序列中度重復(fù)序列低度重復(fù)序列基因組多態(tài)性7第55頁/共124頁二倍體：凡是體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的生物個(gè)體，均稱為二倍體?？捎?N表示。人和幾乎全部的高等動(dòng)物，還有一半以上的高等植物都是二倍體。

（一）體細(xì)胞為二倍體第56頁/共124頁第57頁/共124頁從基因組DNA到染色體核小體念珠狀結(jié)構(gòu)（右）及30nm螺線管結(jié)構(gòu)（左）DNA核小體30nm螺線管結(jié)構(gòu)超螺旋染色體長度（厘米）直徑（微米）（二）線狀DNA與組蛋白結(jié)合形成染色體第58頁/共124頁.（三）真核生物的斷裂基因間隔區(qū)DNA（非結(jié)構(gòu)基因）內(nèi)含子外顯子真核生物DNA模式圖真核生物結(jié)構(gòu)基因之間存在的編碼空白區(qū)或轉(zhuǎn)錄空白區(qū)?；蚪M愈大，間隔區(qū)DNA所占的比例愈高。間隔區(qū)DNA內(nèi)含子結(jié)構(gòu)基因中的非編碼序列，在mRNA的成熟過程中被剪切，對外顯子的正常表達(dá)可能具有調(diào)節(jié)作用。

外顯子結(jié)構(gòu)基因中的編碼序列，在mRNA成熟過程中切去內(nèi)含子后拼接成完整的序列，成為成熟的mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。

順式作用元件反式作用因子第59頁/共124頁（四）真核細(xì)胞的單順反子結(jié)構(gòu)單順反子一個(gè)結(jié)構(gòu)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA分子，翻譯成一條多肽鏈多順反子多個(gè)結(jié)構(gòu)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄共同生成一個(gè)mRNA分子，翻譯成一條多肽鏈真核原核啟終啟終第60頁/共124頁（六）染色體末端具有端粒結(jié)構(gòu)

是真核細(xì)胞的染色體末端存在著一種由DNA片段和蛋白組成的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，對維持染色體的穩(wěn)定性具有重要的作用。1.端粒的定義第61頁/共124頁2.端粒的結(jié)構(gòu)組成端粒的DNA是由(TTGGGG)n所組成的非編碼重復(fù)序列。組成端粒的蛋白質(zhì)有兩種，一種與單鏈富含G的端粒DNA結(jié)合，另一種與雙鏈的端粒DNA結(jié)合。第62頁/共124頁3.端粒的主要作用維持染色體的穩(wěn)定性，防止染色體的重組及末端被降解。組織培養(yǎng)細(xì)胞證明，經(jīng)過多代培養(yǎng)的老化細(xì)胞端粒變短，染色體也變得不穩(wěn)定。在新細(xì)胞中，細(xì)胞每分裂一次，端粒就縮短一次，當(dāng)端粒不能再縮短時(shí)，細(xì)胞就無法繼續(xù)分裂了。這時(shí)候細(xì)胞就開始死亡。因此，端粒被科學(xué)家們視為“生命時(shí)鐘”。

第63頁/共124頁4.端粒酶精子和癌細(xì)胞內(nèi)的染色體端?？梢蚤L時(shí)間不被縮短？端粒酶

一種核糖蛋白酶，具有逆轉(zhuǎn)錄酶活性，能維持端粒長度。

端粒和端粒酶與腫瘤、衰老有關(guān)。第64頁/共124頁(七)基因組多態(tài)性2.單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）

1.限制性片段長度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphism，

RFLP）第65頁/共124頁

1.限制性片段長度多態(tài)性多態(tài)性出現(xiàn)在限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)序列中，用某個(gè)內(nèi)切酶水解基因組的某段序列時(shí)，在同種的不同個(gè)體之間該段序列可能被酶解成長短不等的幾個(gè)DNA片段。第66頁/共124頁第67頁/共124頁2.單核苷酸多態(tài)性單個(gè)核苷酸的變異，人群中個(gè)體差異最具代表性的DNA多態(tài)性人類基因組中每1kb就有一個(gè)SNP位點(diǎn),共約300萬個(gè)第68頁/共124頁變異的4種形式三種顛換：C←→A（G←→T）

C←→G（G←→C）

T←→A（A←→T）一種轉(zhuǎn)換：C←→T（G←→A）轉(zhuǎn)換的頻率是顛換的3倍，因此轉(zhuǎn)換是SNP發(fā)生的主要原因。第69頁/共124頁1基因組DNA為雙鏈環(huán)狀超螺旋分子2主要編碼與生物氧化有關(guān)的蛋白3母系遺傳4突變率高5遺傳密碼與通用的遺傳密碼有所區(qū)別二、線粒體基因組特點(diǎn)第70頁/共124頁.線粒體的起源線粒體是由共生于原始真核細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌演變而來1.內(nèi)共生學(xué)說第71頁/共124頁線粒體的起源第72頁/共124頁通用遺傳密碼子表第73頁/共124頁二、細(xì)胞質(zhì)基因組及其特點(diǎn)兩類細(xì)胞器能夠攜帶遺傳物質(zhì)：線粒體和葉綠體，稱為細(xì)胞器基因組

這些遺傳物質(zhì)獨(dú)立于細(xì)胞核基因組外自行復(fù)制和表達(dá)，又稱為染色體外基因組。

葉綠體基因組只存在于綠色植物中線粒體基因組存在于幾乎所有的真核生物中。第74頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病

基因組結(jié)構(gòu)基因組DNA中不同功能片段的分布基因組結(jié)構(gòu)與染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài)有關(guān)第75頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾?。ㄒ唬┤祟惾旧w與疾?。ǘ┗蚪Y(jié)構(gòu)與疾病第76頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾?。ㄒ唬┤祟惾旧w與疾病核基因組存在于染色體，人類的染色體組（單倍體）約有3萬個(gè)結(jié)構(gòu)基因。染色體發(fā)生數(shù)目異?；蛭⑿〉慕Y(jié)構(gòu)改變，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因數(shù)量與結(jié)構(gòu)的異常，而引起疾病。第77頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病

1.染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài)

2.染色體數(shù)目畸變與疾病多倍體和多倍性異倍性或非整倍性三體性和單體性

3.染色體結(jié)構(gòu)異常與疾病第78頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾?。ǘ┗蚪Y(jié)構(gòu)與疾病基因結(jié)構(gòu)異常一般指基因突變，即基因的核苷酸序列或數(shù)目發(fā)生改變，包括點(diǎn)突變，缺失、重復(fù)、插入等。第79頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病（二）基因結(jié)構(gòu)與疾病1.單基因病2.多基因病3.疾病基因與疾病相關(guān)基因第80頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病1.單基因病血紅蛋白病、苯丙酮尿癥、原發(fā)性痛風(fēng)······第81頁/共124頁2.多基因病原發(fā)性高血壓、糖尿病、哮喘、實(shí)體瘤

······三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病第82頁/共124頁三、基因組結(jié)構(gòu)與疾病3.疾病基因與疾病相關(guān)基因疾病基因該基因的突變可引起某種疾病疾病相關(guān)基因與某種疾病相關(guān)第83頁/共124頁第五節(jié)人類基因組與人類基因組計(jì)劃

第84頁/共124頁第85頁/共124頁第四節(jié)人類基因組與人類基因組計(jì)劃一、人類基因組二、人類基因組計(jì)劃第86頁/共124頁一、人類基因組

人類基因組包括細(xì)胞核內(nèi)的核基因組和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的線粒體基因組

正常體細(xì)胞（二倍體）基因組包括二個(gè)核基因組和多個(gè)線粒體基因組

第87頁/共124頁

人類基因組的組織特點(diǎn)：

功能相似或相關(guān)的基因常常散在地分布在不同的染色體上基因組中各個(gè)基因之間差異極大一、人類基因組第88頁/共124頁各個(gè)基因的大小差異很大(從數(shù)百個(gè)bp到數(shù)百個(gè)kb不等)基因組含重復(fù)序列，大多為非編碼，與編碼序列相間排列每個(gè)結(jié)構(gòu)基因都有單獨(dú)的調(diào)控序列一、人類基因組第89頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

（humangenomeproject,HGP）

（一）人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)（二）人類基因組計(jì)劃的內(nèi)容（三）人類基因組計(jì)劃的延伸——后基因組計(jì)劃第90頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃（一）

人類基因組計(jì)劃的啟動(dòng)美國于1990年10月啟動(dòng)“人類基因組計(jì)劃”歐洲、日本、韓國、俄羅斯、澳大利亞和中國相繼加入人類基因組計(jì)劃的研究行列第91頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃中國于1994年啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃最初的經(jīng)費(fèi)來源:

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)“863”高科技計(jì)劃最初的研究項(xiàng)目:

中華民族基因組中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)的研究重大疾病相關(guān)基因定位、克隆、結(jié)構(gòu)與功能研究第92頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃1999年9月起，我國承擔(dān)了人類基因組1%的測序任務(wù)2001年8月26日，人類基因組“中國卷”的繪制工作宣告完成第93頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等6國科學(xué)家宣布人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)已完成的序列圖覆蓋人類基因組的99%，精確率達(dá)到99.99%，進(jìn)度比原計(jì)劃提前兩年多2004年10月，公布人類基因組完成圖

第94頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃第95頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

（二）人類基因組計(jì)劃的定義是闡明人類基因組30多億堿基對(bp)的核苷酸序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并確定其在染色體上的位置，發(fā)展基因組學(xué)新技術(shù)，探討人類基因組研究的社會(huì)、法律與倫理問題的一個(gè)國際性研究項(xiàng)目。第96頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

（二）人類基因組計(jì)劃的內(nèi)容1.遺傳圖2.物理圖3.序列圖4.基因圖第97頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

1.遺傳圖

DNA遺傳標(biāo)志第一代RFLP

第二代VNTR、STR

第三代SNP

第98頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

第二代DNA遺傳標(biāo)志小衛(wèi)星VNTR微衛(wèi)星STR

具高度多態(tài)性，提供更大的信息量第99頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

第三代DNA遺傳標(biāo)志(SNP）人基因組中，每1000個(gè)堿基即會(huì)出現(xiàn)單個(gè)堿基的變異，由這種方式產(chǎn)生的單堿基變異是一種雙等位基因多態(tài)性標(biāo)記。第100頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

2.物理圖測定人類基因組DNA分子的物理長度描述DNA分子兩個(gè)位點(diǎn)或染色體兩個(gè)位標(biāo)之間的實(shí)際距離第101頁/共124頁基本原理：人類基因組DNA打碎拼接圖距：以Mb、kb作為圖距,平均圖距100kb路標(biāo)：以DNA探針的STS序列為路標(biāo)

二、人類基因組計(jì)劃

第102頁/共124頁構(gòu)建物理圖的主要內(nèi)容:把含有STS對應(yīng)序列的DNA克隆片段連接成相互重疊的“片段重疊群（contig）”以STS為路標(biāo)的物理圖與已建的遺傳圖進(jìn)行對比二、人類基因組計(jì)劃

第103頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

3.序列圖把龐大的基因組分成若干有路標(biāo)的區(qū)域后，進(jìn)行測序分析第104頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

4.基因圖內(nèi)容：鑒別全部基因的位置、結(jié)構(gòu)與功能人類基因組計(jì)劃已經(jīng)確定人類3萬多個(gè)基因在23對染色體上的位置及其堿基排列順序第105頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

（三）人類基因組計(jì)劃的延伸

——后基因組計(jì)劃第106頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

后基因組計(jì)劃（功能基因組學(xué)）序列所起的作用是什么？具有哪一些功能？生命的整體現(xiàn)象是如何形成的？第107頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

基因組研究的重心將轉(zhuǎn)向基因功能，從分子整體水平對生物學(xué)功能進(jìn)行研究，在分子層面探索人類健康和疾病的奧秘。第108頁/共124頁大規(guī)模的功能基因組、蛋白質(zhì)組以及藥物基因組的研究已經(jīng)成為新的熱點(diǎn)生物信息技術(shù)是后基因組時(shí)代的核心技術(shù)二、人類基因組計(jì)劃

第109頁/共124頁兩個(gè)重要概念：生物信息學(xué)：應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)研究生物信息的一門新生學(xué)科將生物遺傳密碼與電腦信息結(jié)合，分析核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的序列，揭示遺傳信息通過查詢、搜索、比較、分析生物信息，理解生物大分子信息的生物學(xué)意義二、人類基因組計(jì)劃

第110頁/共124頁系統(tǒng)生物學(xué)：在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)生物學(xué)、生物大科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興交叉學(xué)科。主要研究目標(biāo)：了解生物系統(tǒng)中所有組成成分在特定條件下的相互關(guān)系和一定時(shí)間內(nèi)該系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)過程。二、人類基因組計(jì)劃

第111頁/共124頁二、人類基因組計(jì)劃

（三）后基因組計(jì)劃1.功能基因組學(xué)2.蛋白質(zhì)組學(xué)3.比較基因組學(xué)4.環(huán)境基因組學(xué)5.藥物基因組學(xué)6.基因組多態(tài)性的研究7.模式生物體基因組研究第112頁/