基因与基因组(2学时)-2014.pptVIP

二、功能基因组学研究 1. 概念：利用结构基因组学提供的信息，以高通量，大规模实验方法及统计与计算机分析为特征，全面系统地分析全部基因的功能。 2. 基因功能的研究方法 （1）基因转导技术：导入细胞，观察功能。该方法用的最多，技术最成熟。 （2）基因敲除技术（gene knockout) 又称基因打靶（gene targeting）。这种技术是通过基因工程的方法将一个结构已知但功能未知的基因去除，或用其他序列相近的基因取代（又称基因敲入），然后从整体观察实验动物，从而推测相应基因的功能。这种人为地把实验动物某一种有功能的基因完全缺失的技术称为基因敲除技术。 后基因组计划（past-genome project，PGP） PGP的研究领域人类基因组多样性计划 环境基因组学功能基因组学（蛋白组学） 疾病基因组学比较基因组学 药物基因组学生物信息学 后基因组计划 国际上三大公共基因数据库：  Gene Bank：美国国家生物技术信息中心（NCBI） EMBL：美国欧洲生物学信息研究所（EBI） DDBL：日本信息生物学中心（CIB） 生物信息学已改变了基础生命科学研究的运作方式，极大地提高了工作效率。 Is there a smart gene? Genomics has become the core and cohensive discipline of biomedical research. Thanks！ * * * 2.“鸟枪法”测序路线：即直接将基因组DNA分割成20kb左右的小片段进行随机测序，再用超级计算机组装成重叠线。所形成的序列图称celera序列。 …………… ACGTCCGATCGGTTCATGCC  TCGGTTCATGCCAATGCCGTCC………… 第二节 DNA的鸟枪法序列分析技术 一、DNA的鸟枪法测序原理 1999 年 12 月用“逐个克隆法”获得第一条人类染色体 —22号染色体完成序列 2000 年3 月用“全基因组鸟枪法”获得果蝇全基因组序列。 2000年6月公共领域测序计划工作框架图 二、DNA的鸟枪法测序的主要步骤 第一，建立高度随机、插入片段大小为2kb左右的基因组文库。 第二，高效、大规模的末端测序。 第三，序列集合。 第四，填补缺口。 Shotgun法序列拼接 Sequence Gap 三、ＤＮＡ的鸟枪法测序的优缺点 优点：速度快 缺点： ●随着所测基因组总量增大，所需测序的片段大量增加 ●高等真核生物（如人类）基因组中有大量重复序列，导致判断失误 基因图（gene map） 即在序列图基础上，用不同的方法测定各个基因所在区域位置。 基因图测定方法： 1.CpG岛的应用：大多数持家基因和40%组织特异性基因5’端均存在CpG岛序列。制备探针，染色体涂染指示基因位置分布。  2.计算机识别：研发计算机GRAIL系统，可识别每个基因区的外显子-内含子接头区保守序列。 3.cDNA策略：由组织细胞中表达mRNA，逆转录合成cDNA片段，称为表达序列标签（EST），将收获EST定位后，构建的图称为转录图，是人类基因图雏形。 二、人类基因组计划的进展状况（1）截至 1998 年 10 月，完成 1.8 × 108bp，占计划的 6％。（2）完成一系列模式生物全基因组测定。 这些模式生物全基因组测定的完成有重大理论与现实意义。 （3）DNA 测序技术飞速提高 1998.5.9. J.C. Venter 等宣布，组建商业公司，投入 3 亿美元，3 年内完成。 接着又有若干家公司成立，总共投入资金约几十亿美元，形成“公”“私”并进格局。 2000.6. 完成并公布人类基因组工作框架图( 90%)。 二000年六月二十六日克林顿宣布 人类基因组草图绘制完成 2000年6月公共领域测序计划工作框架图 美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林斯在介绍情况。 人类基因组草图基本信息 由31.65亿bp组成 含3~3.5万基因 与蛋白质合成有关 的基因占2% 人类基因组 人类蛋白质 61%与果蝇同源 43%与线虫同源 46%与酵母同源 2001年2月16日 人类基因组“精细图”完成(99%)。 2003年4月14日，人类基因组序列图亦称“完成图”（99.99%），提前绘制成功。 人类基因组结构的分析 1.?人类基因组DNA