分子遗传学第一章绪论课件1.ppt

* * * * * * 历史回顾 几乎每过50年，人类就前进一大步，150年来走了三大步。 最早，1865年孟德尔提出遗传因子也就是“基因”的概念。 大约50年后的1913年，绘制出第一个线式基因图谱。 1953年发现了DNA的双螺旋结构； 1956年，第一次数清人类46条染色体，建立了人类染色体组。 * 又过了50年，2003年，完成了人类基因组计划。 向前看，到2050年，基因组医学将呈现出什么样的新面貌，相信一定又有一个飞跃。 * 人类基因组计划 * 基本概念: 基因（gene）：DNA的功能片段。它是一种化学分子，遗传信息的物质载体，传递支配生命活动的指令，也是可以人工操作，用于改造生命属性的文件。 基因组（genome）：有机体全部DNA序列。它是基因和非基因的DNA序列的总和。 基因组学（genomics）：是20世纪90年代逐渐形成的以基因组为研究对象，在基因组水平研究基因和基因组的结构与功能，包括大量非基因DNA序列的结构与功能的学科。 * 人类基因组计划就是确定人类的全部基因，使我们能够解读人类基因组。然而，我们对于基因在疾病的发生、发展中的作用及其与环境因素的关系等问题知之甚少。解读人类基因组可以在基因水平上对疾病的诊断、治疗和预防采取措施，是一种对人类生命内在因素的干预，因此，这将是医学史上的又一次革命。 * 该计划首先由国际人类基因组测序协作组（IHGSC）组织实施。IHGSC是由美国（54%）、英国（33%）、日本（7%）、法国（2.8%）、德国（2.2%）、中国（1%）6个国家20个研究所的科学家组成的开放性国际协作组织，全球2800余名科学家参加了IHGSC的工作。 我国科学家参加了这项计划，完成了3p末端的测序工作，31.4cM，30万bp，占人类基因组的1%。 * 1990年启动的人类基因组计划经过包括中国在内的多国科学家的10年努力，于2001年“大功告成”。2001年2月15日出版的英国《Nature》杂志和2001年2月16日出版的美国《Science》杂志，分别正式公布了人类基因组计划和塞莱拉遗传公司的人类基因组全序列数据，人类基因组草图诞生了。 * 人类基因组计划的主要目标： 制图： 遗传图：又称连锁图，以遗传多态性的遗传标记为位标，以遗传学距离为图距制作的基因图。 遗传标记（RFLP，STR，SNP） 物理图：以已知核苷酸的一个DNA片段为标记，以序列长度Kb/Mb为距离的基因组图 。 测序图：自动测序仪，最后完成全部碱基连接的测序图。 * * 旨在破译人类基因组遗传密码 人类基因组学的研究，将破译DNA序列中蕴藏的全部信息，揭示人体生理和病理过程的分子基础，并逐步认识生命的起源、进化、遗传、发育、衰老以及死亡的本质，为人类疾病的预测、诊断、预防和治疗提供最为合理和有效的方法和途径。例如，理论上讲人类可活多少岁，至少多少岁。 * 草图分析报告： 一是人类基因数量少得惊人。一些研究人员先前预测人类约有10万个基因，但此时的研究结果却大出所料，人类基因总数在 2.6383万到3.9114万个之间，约3万个左右。只比果蝇多大约1．3万个基因。 二是人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。 * 三是35.3％的基因组包含重复的序列，这意味着所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾DNA”应该被重新认识。 四是地球上人与人之间99.99％的基因密码是相同的，人与人之间的变异仅为万分之一。 * 2001年2月，IHGSC宣布，人类基因组草图已经完成。草图显然存在很多重要的不足，例如，仅测出了约90％的常染色质基因组序列，而且序列之间存在147821个未检测出的空缺等等。 是什么原因导致了2001年的草图遗漏了15万个“细节”呢？很多科学家都把“矛头”指向了测序技术，通常用于大片段脱氧核糖核酸（DNA）测序的“鸟枪法”存在缺陷，正是由于这种测序技术所带来的遗憾，使得2001年人类基因草图略显潦草。 * IHGSC立即启动了一项十分艰难、但非常必要的“纠错补漏”程序，用了3年的时间将草图一点点地丰满起来，那些令人头疼的缝隙也从原来的15万个减少到现在的341个。 在2001-2003年之间，IHGSC的不懈努力终于将此草图转化为今天这张既高度精确又相当完整的人类基因组图。 此外，在这段时间内，还陆续发表了关于第5、6、7、9、10、13、14、19、20、21、22号染色体和Ｙ染色体的详细评注和分析。随后，其余12条染色体的资料也陆续发表。 * 由美国国立人类基因组研究所（NHGR1）和能源