基因组学、功能基因组学、蛋白质组学精选.ppt

美国政府决定于 1990年正式启动HGP，预计用 15 年时间，投入 30 亿美元，完成 HGP。 由国立卫生研究院和能源部共同组成“人类基因组研究所” 逐渐地，HGP 扩展为多国协作计划。参与者包括：英、日、法、德和中国（1993年） 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 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% 1、形态学标记 形态学标记(morphological marker) 　　能够用肉眼识别和观察、明确显示遗传多样性的外观性状。 特点 　　简单直观，但标记数目少，多态性低，易受外界条件的影响； 　　依据它进行选择的准确性差，所需时间较长，选择效率也较低。 2、细胞遗传标记 细胞遗传标记(cytological genetic marker) 　　主要是指染色体核型（染色体数目、大小、随体、着丝粒位置、核仁组织区等）、带型（Q、G、C、R带型）和数量特征的变异等，它们分别反映了染色体在结构上和数量上的遗传多态性。 家猪X、Y染色体G带示意图 细胞遗传标记的特点 不受环境影响，呈孟德尔方式遗传。 多态性集中表现在染色体高度重复DNA结构的异染色质所在的部位。 细胞遗传标记经常伴有对生物有害的表型效应，难以获得相应的标记材料，或者观测和鉴定比较困难，从而限制了细胞遗传标记的应用。 3、生化与免疫遗传标记 免疫遗传学标记(immunogenetical marker) 以动物的免疫学特性为标记，包括红细胞抗原多态性和白细胞抗原多态性。 生化遗传标记(biochemical genetic marker) 主要是指在同一动物个体中具有相同功能的蛋白质存在两种以上的变异体。 同工酶与等位酶 同工酶(isozyme)：电泳所可区分的同一种酶（系统）的不同变化 等位酶(allozyme)：由一个位点的不同等位基因编码的同种酶的不同类型，其功能相同但氨基酸序列不同 等位酶分析的过程 生化与免疫遗传标记的特点 与形态学标识和细胞遗传标记相比，数量更丰富，受环境影响更小，检测手段简便，是一种较好的遗传标记。 血液型和细胞质型都是基因表达的产物，局限于反映基因组编码区的遗传信息，且标记的数量还比较有限，不能很好地覆盖整个基因组。 4、分子遗传标记 分子遗传标记(molecular genetic marker) 是一种新的以DNA多态性为基础的遗传标记. 随着分子生物学的发展，相继建立了RFLP、VNTR、RAPD、AFLP、SNP等多种分子遗传标记检测技术，开创了遗传标记研究的新阶段。 分子遗传标记的特点 无表型效应 不受环境的限制和影响 普遍存在于所有生物 数量丰富等特殊优势 5、理想的分子遗传标记应具备的特点 遗传多态性高; 检测手段简单快捷，易于实现自动化; 遗传共显性，即在分离群中能够分离出等位基因的3种基因型。 标记遍布整个基因组； 准确性，能正确反映动物的真实遗传，即标记是经济性状基因，还是与影响重要性的性状连锁。 实验重复性好（便于数据交换）； 开发成本和使用成本尽量低廉； 二、分子遗传标记 1、RFLP：限制性片段长度多态性 2、TRS：串联重复序列标记 3、SNP：单核苷酸多态性 1、限制性片段长度多态性 RFLP restriction fragment length polymorphism 最早应用于动植物遗传学研究的分子标记技术 RFLP的原理 利用限制性内切酶消化基因组DNA，形成大小不等、数量不同的分子片段， 经电泳分离， 通过Southern印迹将DNA片段转移至支持膜 (尼龙膜或硝酸纤维素膜)上， 然后用放射性同位素(32P)或非同位素 (如地高辛，荧光素)标记的探针与支持膜上的DNA片段进行杂交。 不同基因组DNA酶切位点的改变，会使得RFLP谱带表现出不同程度的多态性. PCR－RFLP 将PCR技术用于RFLP分析，即PCR-RFLP。 该技术先用1对引物特异性扩增基因组的某一高变区，然后用限制性内切酶消化PCR产物，电泳检测多态性。 PCR-RFLP分析省去了探针的制备、分子杂交等繁琐的过程，DNA需求量也少，大大简化了传统的RFLP技术。 PCR－RFLP的应用 DNA指纹图谱原理 ①选择在VNTR特异序列上没有酶切位点的限制性内切酶将动物总基因组DNA切成不同长度的片段 ②以VNTR中特异序列作为探针，进行Southern杂交， ③由于不同个体的串联重复序列的数目和位置不同，形成的杂交谱带具有个体的特异性，人们称为DNA指纹图谱 (DNA fingerprinting, DFP) VNTR示意图 DFP的特点 多态性检测率高， 位点呈共显性遗传 个体具有高度特异性