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杂种细胞克隆嵌板 杂种克隆 保留的人类染色体 1 2 3 4 5 6 7 8 A + + + + － － － － B + + － － + + － － C + － + － + － + － * 第三章 人类基因组学 (human genomics) 概述: 第一节 人类基因组和基因组学 基因组(genome):一个生命体遗传信息的总和(单倍体细胞内……) 人类基因组(括:核基因组和mt基因组。通常指…) 基因组学(genomics):在整个基因组的层次上总体研究某一物种的所有基因的结构与功能,以及所有物种细胞的基因组在结构、功能上的异同关系。 结构基因组学：数量 位置距离 序列 基因组学 功能基因组学：表达 调控 功能 比较基因组学：比较不同物种基因组的异同 * 第二节 人类基因组计划 （ human genome project，HGP) 20世纪90年代重大科学项目 三大计划 一、计划的提出及任务 1986 Renato Dulbecco 1990.10 美国启动该计划 30亿美元 15年 最初目标：1）构建人类基因组遗传图和物理图。2）确定人DNA全部核苷酸序列。3）定位全部基因。4）对其他生物进行类似研究。 93年，增人类基因组的鉴定和分离。 98年，增基因组多样性、强化功能基因组的研究。 后基因组 生物系统学 * 二、参与研究者 美、英、日、法、德、中、私人企业、研究公司、制药集团。 三、研究状况 2000年.6.23，6国科学家公布：人类基因组序列“工作框架图”（working draft）（90%），引起强烈反响。 2001.2.12,国际人类基因组组织（6国）和Celera公司分别在《Nature》和《 Science》公布人类基因组序列工作草图（99%）。 32亿bp 3千部《红楼梦》 我国科学家 3p测序 2004.10，公布人类基因组完成图。 * 四、HGP的意义 理论意义：测序 基因数 基因功能 医学意义：提供一个可资借鉴的正常人类基因信息库 先知先觉…… 产前基因诊断….. 治疗…… 药学意义 附:我国水稻基因组研究 2002,4,4, 中科院 《 Science》 绘制完成水稻基因组序列 总数：46022-55615 打破“生命越高级，基因数越多”的误区。 * 五、基因组作图和DNA测序 概述 HGP任务：构建遗传图、物理图、确定DNA序列、定位基因 基因组作图（genome mapping）：将基因组这一巨大研究对象分解成较易操作的小的结构区域，分析研究。 （一）遗传图（genetic map）或连锁图（lingkage map） 将每条染色体上的基因或遗传标记的相对位置经连锁分析确定下来构成的图。 经计算连锁的遗传标志间的重组率，确定基因的相对距离，用厘摩表示（centrimorgan，cM）， 1厘摩（cM）=减数分裂时两个基因间重组率为1%。 例：A和B间的重组率为2… 连锁图 A B C 2 3 5 * 绘制遗传图需用多态性(遗传)标志 第一代遗传标志（1975） 限制性酶切片断长度多态性(restriction fregment length polymorphism,RFLP) 此类标志较少,多态信息低，应用受限。 例： 2000bp A基因 第二代遗传标志（1989） ： 短串联重复序列（short tandem repeat，STR），又称微卫星（microsatelite，MS）标志，主要为二核苷酸重复序列，如（CA）n 信息量大，优于第一代。 * 其二：在以上基础上构建覆盖每条CS的大片段DNA邻接克隆系（contig） ACGTCGTGC ACGTC GTGC GTCGTGC STS5 STS4 STS2 STS3 STS1 STS2 STS5 STS6 STS3 STS4 STS1 STS2 STS3 STS4 STS5 STS6 STS2 STS3 STS5 STS4 图 STS与conting 构建图解 不同DNA片段的克隆 Contig的构成 * 构建物理图时，先用限制酶将染色体DNA切成一个个片段，将之插入载体进行克隆化。 这些载体包括： （1）酵母人工CS（yeast artificial chromosome,YAC）插入片段长度：0.5~2个Mp大片段. （2）细菌人工CS（bacterial artificial chromosome,BAC）插入片