分子生物学(基因组、转录组、蛋白组).ppt

Molecular Genetics and Genomics Fall Semester, 2010 主讲教师：薛树林 联系电话地址： 金陵研究院316 E-mail: xsl@njau.edu.cn 植物应用基因组学与生物信息中心;1. 出勤及回答问题情况： 30% （ 随机提问形式） 2. 期末考试： 70% （闭卷）;References;Chapter 1: Genomes, Transcriptomes and Proteomes Chapter 2: Studying DNA Chapter 3: Mapping Genomes Chapter 4: Sequencing and Annotation of Genomes Chapter 5: Eukaryotic Nuclear Genomes Chapter 6: Genomes of Prokaryotes and Eukaryotic Organelles Chapter 7: Genome Expression Chapter 8: Genome Evolution;Chapter 1: Genomes, Transcriptomes and Proteomes;基因组（Genome）：由德国汉堡大学威克勒教授于1920年首创，指生物的整套染色体所含有的全部DNA或RNA序列。基因组是地球上每一物种具有的生物学信息的存储库。 基因组学（Genomics）：由罗德里克于1986年首创，指研究生物的整个基因组，涉及??因组作图、测序和功能分析的一门学科。;32亿个nt, 2n=46, 35,000个基因;基因组所包含的生物信息的利用需要酶及其他参与基因组表达过程中一系列复杂生化反应的蛋白质的协同活性。 基因组表达的最初产物是转录组，即那些含有细胞在特定时间所需生物信息、编码蛋白质的基因衍生而来的RNA分子的集合。转录组由转录过程来维持。 基因组表达的第二个产物是蛋白质组，即细胞中那些决定细胞能够进行生化反应的所有蛋白质组分。这是通过翻译过程来完成的。;细胞的蛋白质库;DNA由Johann Friedrich Miescher在1869年发现, 这位瑞士生物学家当时在德国蒂宾根（Tubingen）工作。;2.1 Genes are made of DNA;证明基因由核酸 (DNA或RNA) 组成的3个著名实验： ①肺炎双球菌的转化试验； ②噬菌体感染实验； ③烟草花叶病毒的感染实验。;A. 1928年，荷兰细菌学家格里菲斯（Griffith）的肺炎双球菌转化实验 Griffith在研究肺炎球菌时发现肺炎球菌有很多不同菌株，其中有一种菌株它的球菌有毒性，能引起小鼠得败血病。这些有毒的球菌外面有保护作用的多糖胶状荚膜，使它们可以不被宿主的正常保护机构所破坏；当它们生长在培养基上时，每一个细菌长成一个明亮的光滑菌落，叫光滑型（S）菌株；另外一些菌株无荚膜，菌落粗糙，没有毒性，不会引起疾病，叫R型菌株 。;(1);这表明无毒性的R型活细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后，转化成了有毒性的S型活细菌。这些转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌，可见这种性状的转化是可以遗传的。 1944年，艾弗里从S型活细菌中提取了DNA，蛋白质和多糖等物质，然后分别加入到培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入DNA时， R型细菌才能转化成S型细菌。 通过上述研究表明，DNA是使R型细菌产生转化的物质，所以DNA是遗传物质。;B. 噬菌体感染实验 噬菌体T2有一个蛋白质的外壳，DNA裹在其中。 当噬菌体T2感染大肠杆菌时，它的尾部吸附在菌体上。然后，菌体内形成大量噬菌体，菌体裂解后，释放出几十个乃至几百个与原来感染细菌一样的噬菌体T2。 构成蛋白质的氨基酸中，甲硫氨酸和半胱氨酸含有硫，DNA中不含S，所以S只存在于T2噬菌体的蛋白质。相反，P主要存在于DNA中，至少占T2噬菌体含磷量的99％。 Alfed Hershey和Martha Chase (1952)将宿主菌细胞分别放在含35S或含32P的培养基中。宿主细胞在生长过程中就被35S或32P标记上了。然后用噬菌体去感染分别被S或P标记的细菌，并在这些细菌中复制增殖。宿主菌裂解释放出很多子代噬菌体，这些子代噬菌体也被标记上35S或32P。;接着，用分别被35S或32p标记的噬菌体去感染没有被放射性同位素标记的宿主菌，然后测定宿主菌细胞带有的同位素。 被35S标记的噬菌体所感染的宿主菌细胞内很少有35S，而大多数 35S出现在宿主菌细胞的外面。也就是说， 35S标记的噬菌体蛋白质外壳在感染宿主菌细胞后，并未进入宿主