人类基因组计划().ppt

3.原位杂交和荧光原位杂交 原位杂交（in situ hybridization） 是最直接的基因定位方法之一，是分子生物学技术在基因定位中的应用，胰岛素基因用此方法定位于11p15。 原理 碱基的互补配对，同源的DNA-DNA双链或DNA-RNA双链在一定条件下能结合成双链。用放射性或非放射性物质标记的DNA、RNA或与mRNA互补的cDNA作探针，可检测细胞基因组中的同源部分。 单色FISH 多色FISH 二、基因克隆 致病基因克隆有两种基本策略 功能克隆 定位克隆 1 功能克隆(functional cloning) 是利用疾病已知的遗传损伤而引起的生化功能如蛋白质氨基酸缺陷的信息,进行基因定位,进而克隆该基因 2 定位克隆(positional cloning) 是先进行基因定位作图,然后找到来自该定位区的基因并进行克隆,在此之后才能明确该基因的功能. 功能克隆和定位克隆的比较 在传统的功能克隆中,基因功能的研究先于基因鉴定.在定位克隆中,基因定位在先,最后再鉴定基因.基因已鉴定后,可以进行基因功能的选择性研究. * * * * * * * * * * * 第二代DNA遗传标记 STRP的优点是“多态性”与“高频率”。由于(A)n，(CA)n，(CGG)n等短重复序列在进化上不受选择，在同一位点上可重复单位数量变化很大，配对时又容易产生“错配”，使这样的位点遍布于整个基因组。 已有5264个STRP为主体的遗传标记“连锁图”，平均分辨率已达600kb，其中第17号染色体上平均每495 kb有一个标记，第9号染色体上平均每767 kb有一个标记，整个基因组中只有三处标记间距大于4Mb。 第三代DNA遗传标记，可能也是最好的遗传标记，是分散于基因组中的单个碱基的差异，即单核苷酸的多态性（SNP），包括单个碱基的缺失、插入和替换。 SNP中大多数为转换，即由一种嘧啶碱基替换另一种嘧啶碱基，或由一种嘌呤碱基替换另一种嘌呤碱基，颠换与转换之比为1：2。 SNP有可能在密度上达到人类基因组“多态”位点数目的极限。估计人类基因组中可能有300万个SNP位点！ SNP与RFLP和STRP标记的主要不同之处在于，它不再以DNA片段的长度变化作为检测手段，而直接以序列变异作为标记。 遗传图谱绘制的意义 “遗传图”的建立为人类疾病相关基因的分离克隆奠定了基础。拥有5000多个遗传学位点，相当于把整个人类基因组划分为5000多个小区，并分别设置了“标牌”。如果在家系中证实该基因与某个标记不连锁（重组率为50%），表明该基因不在这一标记附近。 如果发现该基因与某个标记有一定程度的“连锁”（重组率小于50%但大于0），表明它可能位于这个标记附近。 如果该基因与某标记间不发生重组（重组率等于0），我们就推测该标记与所研究的疾病基因可能非常接近。 人类基因组的物理图是指以已知核苷酸序列的DNA片段（序列标签位点，STS）为“路标”，以碱基对（bp，kb，Mb）作为基本测量单位（图距）的基因组图。 STS是基因组中任何单拷贝的长度在100～500bp之间的DNA序列，与核酸内切酶识别序列相关联。 物理图主要内容是建立相互重叠连接的“相连DNA片段群”。 物 理 图 序 列 图 人类基因组的核苷酸序列图是分子水平上最高层次、最详尽的物理图。测定总长约1米、由30亿个核苷酸组成的全序列是人类基因组计划的最终目标。 人类所拥有的基因位点都是相同的，不同种族、不同个体的基因差异(人类基因组的多样性)以及“正常”与“疾病”基因的差异，只是同一位点上的等位基因的差异。 人类基因组计划所提供的人类核酸序列图，蕴藏了决定我们生、老、病、死的所有遗传信息，将成为人类认识自我、改造自我－使人类健康长寿的知识源泉，为21世纪现代生物学和医学奠定了基础。 在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。 在人类基因组中鉴别出占具2%－5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。 基 因 图 基 因 图 CpG岛的应用 CpG岛(CpG island)：描述哺乳动物基因组DNA中的一部分序列，其特点是C和G的总和超过4种碱基总和的50%，即每10个核苷酸约出现一次双核苷酸序列CG。具有这种特点的序列仅占基因组DNA总量的10%左右。 从已知的DNA序列统计发现，几乎所有的管家基因(House-Keeping gene)及约占40%的组织特异性基因的5‘末端含有CpG岛，其序列可能包括基因转录的启动子及第一个外显子。因此，