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第七章 基因与基因组学

•2001年8月26日,人类基因组 “中国卷”的绘制工作
宣告完成。六国联合体:2001年2 月15日《Nature》 Celera公司:2001年2 月16日《Science》
•2003年4月14日,中、美、日、德、法、英6国科学家
宣布人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划的 所有目标全部实现(弗朗西斯·柯林斯)。温家宝等六 国首脑联名祝贺(标志着后基因组时代来临) 。
(三)第三代基因工程技术——途径工程
第二节 动物基因组学
一、
人类基因组计划(HGP)20世纪人类科技发展史上的三大创举 90年代人类基因组计划 60年代人类首次登上月球
40年代第一颗原子弹爆炸
•1986年,杜尔贝科在《Science》短文《癌症研究
的转折点--人类基因组测序》 。
•1990年,人类基因组计划正式启动,沃森担任
(5)猪的EST专门数据库: /
(6)小鼠单倍型图谱:
/haplotype_map.html (7)QTL在线分析系统:
/ (8)免费医学杂志(含遗传学):
要意义,中国基因组研究中心的测序 能力已跃居世界6大测序大国的16个 测序中心的第7位。
• 以人类基因组和拟南芥基因组为例说明你对生 物基因组全序测定工作的科学意义与社会意义 的认识(8分)
中国科学院2002年 硕士学位研究生入学分子遗传学试题
二、 动物基因组计划
2005年“中-丹家猪基因组计划” 1999年线虫基因组测序 2002年小鼠基因组测序 2005年家蚕基因组测序 2004年斑马鱼基因组测序 2005年绵羊基因组测序 2000年果蝇基因组测序
▪定向测序(Derected or ordered approaches)
▪ 克隆排序(Generate ordered clones ▪ Minimal redundance sequencing) ▪ 引物步移(Primer walking) ▪ 转座子插入(Transposon insertion) ▪ 限制性酶切片段亚克隆(Restriction
作用
(三)基因内涵的发展
(3)重叠基因(overlapping gene), 指同一段DNA的编码顺序,由于阅 读框架(open reading frame,ORF) 的不同或终止早晚的不同,同时编 码两个或两个以上多肽链的现象;
(三)基因内涵的发展
(4)隔裂基因(split gene),指一 个结构基因内部为一个或更多的不 翻译的编码顺序,如内含子(intron) 所隔裂的现象; mRNA剪切
弗朗西斯·柯林斯
•2004年10月,人类基因组完成图公布。
•2005年3月,人类X染色体测序工作基本完成,并公
布了该染色体基因草图。
•2002年,国际单倍型图谱计划:1亿美元,3年时间,
6国,270人(非、欧、亚)。
•2002年,欧洲6个国家25个“重量级”研究所启动
“表观基因组学”研究。2003年10月正式宣布开始 “人类表观基因组计划” 。
Sanger 双脱氧终止法测序原理
第 一 步 加 入 复 制 终 止 剂
第 二 步 荧 光 检 测
基因组测序策略:
随机测序法( Random approaches ): ▪Shotgun测序(鸟枪法) DNA的提取和纯化 用超声波或酶切成能够测序的小片断 转化培养:小片断和载体结合,植入细菌进行 扩增。 提质粒:从细菌中提取出繁殖好的质粒 电泳检测:检测质量的好坏 测序:上测序仪测序 序列拼接(STS) 补洞
第三节 动物遗传学的网络资源
一、常见遗传学网络资源
(一)国内遗传学资源
(1)人类基因组数据国内下载: /genome/
(2)常见分子生物学软件下载: /~hoyoyo/biochem/nalow.ht m
(三)基因内涵的发展
二、基因功能的研究方法
(一)生物学研究方法 (二)反向遗传学方法 (三)生物信息学方法
(一)生物学研究方法
(1)单基因研究方法 ①基因转导 ②反义RNA ③RNA干涉 ④核酶技术
⑤免疫共沉淀 ⑥转基因与基因敲除 ⑦异位表达 ⑧超表达与抑制表达;
Hale Waihona Puke 2) 多基因研究方法①基因芯片 ②共转染 ③人工染色体转导 ④ GeneCalling ⑤蛋白质芯片 ⑥基因表达系列分析(SAGE) ⑦表达序列标签串联排列连接(TALEST)
三、基因工程技术
(一)第一代基因工程技术——基因重组
基 因 工 程 的 基 本 过

在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子, 构成DNA的新组合,并使之进入原先没有这类分子的寄 主细胞,并能持续稳定地繁殖。
(二)第二代基因工程技术——蛋白质工程
蛋白质工程是从DNA水平改变基因入手, 定做新的蛋白质的技术,是将核酸研究与蛋白质 研究结合起来的新技术,亦称第二代基因工程。
人类基因组特点
•30亿碱基:外显子1.1%,内含子24%,间 隔序列75% •基因:3万到3.5万。 •个人差异:0.1% •小鼠和人基因组之共同点:共享99%基因, 仅几百个基因不同。
•61%与果蝇同源 •43%与线虫同源
•46%与酵母同源
HGP 的意义
• 中国作为唯一的发展中国家参与了人
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三、 基因组测序介绍
确定一条染色体片断上的碱基顺序。 Sanger法:
在PCR时加入荧光标记的复制终止剂,比如 ddA,ddT,ddC,ddG(相应于4种碱基) ddX的两个作用:
可以当作正常碱基参与复制 一旦链入DNA中,其后就不能再继续连接 电泳 谁终止,碱基就是谁 此方法获1974年的Nobel奖
/zbook/book.html (3)法国农科院畜禽遗传图谱:
http://www.toulouse.inra.fr/lgc/pig/compare/SSC.htm (4)NCBI数据库使用手册: /books/bv.fcgi?call=bv.View..Sh ow TOC&rid=handbook.TOC&depth=10
(三)基因内涵的发展
(5)跳跃基因(jumping gene), 可作为插入因子和转座因子移动 的DNA序列,有人将它作为转座 因子的同义词; 跳跃基因
1950年,B. McClintock发现玉米中的Ac-Ds系统。
(三)基因内涵的发展
((67))假R基N因A基(p因se,ud微og小enRe)N,A同基已 知因的、基t-R因N相A基似因,、但r位R于NA不基同因位。点, 因缺失或突变而不能转录或翻译, 是没有功能的基因;
基因是一个集突变、重组和功能(三位 一体)于一体的概念。
(二)分子遗传学关于基因的概念
基因实物化(遗传密码),基因并不是不可 分割的最小遗传单位。
(321)顺重突反组变子(cm(riesucttrooonnn)))
它的可在交组核表一D相N最个是以发换子示苷对A小小顺性生的,一酸应与到单反状性最可个。一只位子突状小小起个是。 所变 的 的 到 作多一时 重 单 只 用一 包肽个产 组 位 包 的个 括链核突 的生 时 称 含 单的苷变 一突 , 为 一 位合酸变 可 重 对 ,子 段成;
fragment subcloning)
▪随机测序与定向补洞
四、 动物基因组学的相关概念
后 基 新 上 从于 后 行序 长c的 g基 进 机 质 动g成 因 成 利 列 因有谱序的物基全因 的 对he基实 数e过 的功nr理组全 础 行 态n、部作用在。基一基、列体o组实单因面o现据因o比蛋连程连m结能基表基m部上比变和学蛋m分图各不基基因因物分的门所验一组分各转和较白o续中续i基达构因因基,较化物是ic白和、种同因sc因进理析本所科提手基学析s种换蛋os基质交将片因基识谱)组因对,规种研质)m研核方时定:组行图,体有学供段因基(与、白因组p许段叠组因别(e和已来律(进 究组:究 苷 法 空位是o基 谱 基 论 蛋学。s的 , 或因基 开质组 学多 。群合s学组 (e染 知 了 的化 细g(基领 酸 识 的的t基因 、 因 ( 白(x信 通 蛋的eg因 展知学 (短(成p(学gn色 的 解 科的 胞ep因域 序 别 表科于组 转 定 总gg息 过 白功erno相 数识r(P的C而eeenf(体 基 基 学学 内moCo组, 列 基 达学u基snnr作 录 位 和和 在 质能eomt关 据的soo序来nese组 因 因 。科 所nii学它 分 因 模。)因tmtoc图 图 和 。id产 基 的,ote数 挖标cr列t,nmie成 和 的。 有nosu的pi是 析 组 式gi:组谱 基(no物 因 研使c)mt据 掘准cpa)包e片用,nsot的 基 功蛋t一)一 确 中 。rr图从i)因)i, 组 究得ulaf的 的词aoc:括 ,o段于它ilr概 因 能白s个tf:c门定的g谱:功发或转生aiig)a统基汇基遗 核yvle链描利l念组、质eet重一通基基n)e和指能展系向物ni):一础,因传苷oe接述用。结表及o要个过因因sn:测对分和统多学:m蛋和、。是组图酸)成生结构达其组生基组序关序所i析应水个研基白c进今测:很物构s用平基究): 因或蛋白质同时进行系统的研究。
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第七章 基因与基因组学
Science Time
上帝基因
第一节 基因
一、 基因概念的发展 (一)经典遗传学中基因的概念
(1)基因以一个整体进行突变,它是一个突变 单位;(2)基因在染色体上占有一定位置(位点),在 重组时不能再分隔,是交换的最小单位;(3)基因是 一个功能单位;(4) 基因具有染色体的主要特性, 能自我复制,有相对的稳定性,在有丝分裂和减数 分裂中有规律地进行传递。
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