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生物信息学与基因组学



人类基因组计划是与曼哈顿原子计划、阿波罗等月计划并 称的人类科学史上的重大工程。该计划于1990年首先在美 国启动,后有英(1989年)、日(1990年)、法(1990 年)、中(1993年) 、德(1995年)等国的科学家先后 正式加入。
曼哈顿原子弹计划 阿波罗登月计划
人类基因组计划
人类基因组计划的背景
三、人类基因组计划研究的目标

1990年美国国立卫生研究院NIH和美国能源部DOE两家机 构制定了人类基因组第一个五年计划 (1991—1995), 包括人类基因组的遗传图谱、物理图谱和几种模式生物的 DNA序列。经过 大 量细致的工作,第一个五年计划提前 完成。1993年,为了扩展和修改第一个计划项目,又 制 定了1994—1998年的目标策略。主要内容包括:
生物信息学与基因组 学

人类基因组计划 研究的背景、目标
分子中含有特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物 质的最小功能单位。合成有功能的蛋白质多肽链或 RNA 所必需的全部核酸序列(通常是 DNA 序列)。故一个基 因应包含不仅是编码蛋白质肽链或 RNA 的核酸序列,还 包括为保证转录所必需的调控序列、5′非翻译序列、内含 子以及 3′ 非翻译序列等所有的核酸序列(蛋白质基因和 RNA基因)。
人类基因组计划的提出和背景
the formation and background of HGP

生存与健康是人类的头等大事。人类许多疾病都与基因 有关。旧的顽 症 挥之末去,新的疾病此起彼伏,已近绝 迹的传染病又卷土重来,医疗费用大幅度增加,凡此 种 种,都使人类面临着生老病死以及环境、资源的严峻挑 战。这一切呼唤着科技创新时代
一、相关的背景知识
人类了解自己的过程
整体水平 器官水平 细胞水平 基因水平 解剖图 组织细胞图 基因图
二、人类基因组计划(HGP)的 提出
迫切性: 对人类健康和疾病与基因间紧密联系认识的需求。 单基因遗传病,多基因病等。 可行性: 现代科技的快速发展 分子生物学,信息学,材料学,计算机科学,微电子科学等。



人类基因组计划发展历程
1990年 10月国际人类基 因组计划正式起动。
1998年 5月一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉基因公司,目 标是投入30亿美元,到2001年绘制出完整的人体基因图谱, 与国际人类基因组计划展开竞争。 10月23日 美国国家人类基因组研究所在美国《 科学》 杂 志上发表声明说,人类基因组计划的全部测序工作将比原计划 提前两年,即在2003年完成。 1999年 3月15日 英国韦尔科姆基金会宣布,由于科学家加快工 作步伐,人类基因组工作草图将提前至2000年 完成。

美国当地东部时间2000年6月26日上午10时,是人类 科学史上值得纪念的日子。由6国(美、 英、法、德、 日、中)合作、 公众支持的国际人类基因组计划协作 组在全球同一时间联合宣布:人类生命蓝图——人类 基 因组“工作框架图”已经完成。这是人类基因组计 划(Human Genome Project,HGP)取得 的重大 成果,也是自然科学史上最重要的里程碑。它的问世 标志着人类在研究自身规律的过 程中迈出了至关重要 的一步,也预示着人类在探索生命奥秘的历史进程中 翻开了新的篇章。 这项全人类共同协作的伟大工程将 永载人类发展的史册。
2. 概念:从整体上研究一个物种的所有基因结构和功能的新科 学。
人类基因组计划(HGP)

人类基因组计划的主要目标是测定人类基因组全序列。人 类基因组DNA由四种核苷酸(A、T、C、G)按一定的顺 序排列而成,基因组所含核苷酸总数为30亿对。
4月末 我国科学家按照国际人类基因组计划的部署, 完成 了1%人类基因组的工作框架图。 5月 国际人类基因组计划完成时间再度提前,预计 从原定 的2003年6月提前至2001年6月。 5月8日 由德国和日本等国科学家组成的国际科研 小组宣 布,他们已经基本完成了人体第21对染色体的测 序工作。 6月26日 各国科学家公布了人类基因组工作草图。 2001年 2月15日 公布了人类基因组全序列及其分析结果, 宣告人类有30,000 - 40,000条编码蛋白质的基因, 仅占人类基因 组序列的1%~5%,成人各种组织中又只有约10%的基因表达 为蛋白质。。
9月 中国获准加入人类基因组计划,负责测定人类 基因 组全部序列的 1%,也就是 3号染色体上的 3000 万个碱 基对,使中国成为继美、英、日、德、法之后第六 个国际 人类基因组计划参与国,也是参与这一计划的唯一 发展中 国家。 12月1日 国际人类基因组计划联合研究小组宣布, 他们 完整地译出人体第22对染色体的遗传密码,这是人 类首 次成功地完成人体染色体基因完整序列的测定。 2000年 3月14日 美国总统克林顿和英国首相布莱尔发表 联合声 明,呼吁将人类基因组研究成果公开,以便世界各 国的科 学家都能自由地使用这些成果。 4月6日 塞莱拉公司宣布已破译出一名实验者的完 整遗传 密码。
基因组:携带生物体全部遗传信息的核酸量。用来描述组成 一种生物每个细胞内DNA的全部序列。 人类基因组是目前已知基因组中最大、最复杂的基因组。 20世纪80年代后期生命科学领域出现了一个新的研究领域 — —基因组学(genomics)。
基因组学
产生背景及概念
1. 背景:1985年提出 HGP,随着HGP的提出和实施,产生的 基因组学。

早期的基础研究 两件大事 核辐射对人类基因的突变作用 肿瘤十年计划


尽管很多国家的人类基因组的研究在70年代开始,80年 代初具一定规模,然而, 列入国家级项目的大规模研究 是在美国率先启动的。 1984年在美国Utah州的Alta专家小组会 议上讨论了人类 全基因组DNA测序前景和意义; 1985年在美国能源部的加州会议上指出了测定人 类基因 组全序列的动议,并形成了计划草案; 1986年3月,Dulbecco R 在《Science》杂志 上发表的 短文对启动人类基因组计划起到了关键性作用,他指出 “要从整体上研究和分析整 个人类基因组”,“这一计 划的意义,可以与征服宇宙的计划相媲美。”
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