分子生物学 10- 基因组与比较基因组学.ppt

一、基因组与基因组学 Genome and Genomics 1. 基因组的概念 一种生物或一种遗传系统的所有基因 （遗传物质）的组合 染色体组（chromosome set） 基因组（genome） 2. 基因组的种类与结构特点 （1）种类 类核基因组（nucleoid genome） 即原核基因组（prokaryotic genome） 核基因组（nuclear genome） 即真核基因组（eukaryotic genome） 细胞器基因组（organelle genome） 线粒体基因组（mitochondrial genome） 叶绿体基因组（chloroplast genome） 2. 基因组的种类与结构特点 其他 病毒基因组（virus genome） 质粒DNA（plasmid DNA） 又称染色体外DNA（extrachromosomal DNA） （2）大小 基因组大小（genome size）一般以单倍体基因组的核酸量来衡量，单位有pg（10-12 g）、Dalton（道尔顿）、bp 或 kb 、Mb等 1 pg = 6.02 x 1011 Daltons = 9.8 x 108 bp 生物的复杂程度与基因组大小的关系 C值佯谬（C-Value Paradox） 基因组中基因数目与基因组大小无关 生物体单倍体基因组所含DNA总量称为C值 Eukaryotes Genome size: 80,000 folds Gene content: 40 ~ 50 folds （3）类核基因组和核基因组的结构特点 类核基因组 环状；基因排列紧密，较少非编码序列：“streamlined” 核基因组 多线状；大小变化范围很大；有大量的非编码序列（重复序列、内含子等） （4）非编码序列（non-coding sequences） 非编码的重复序列（核基因组） (a) 局部分布的重复序列（localized repeated sequences） 串联式（tandem）的高度重复序列（highly repeated sequences） (b) 散布的重复序列（dispersed repeated sequences） 短的散布式重复序列（short interspersed elements, SINEs） 长的散布式重复序列（long interspersed elements, LINEs） 内含子（intron） I 类（group I intron） II 类（group II intron） III 类（group III intron） 核mRNA内含子（nuclear mRNA intron），即剪接体 内含子（spliceosomal intron） 核tRNA内含子（nuclear tRNA intron） 古细菌内含子（archaebacterial intron） （5）细胞器基因组 线粒体基因组 在不同类型的生物（多细胞动物、高等植物、原生动物、藻类、真菌）中变化很大 多细胞动物：细小、致密 高等植物：复杂、不均一 原生动物、藻类、真菌：或偏向于动物型， 或偏向于植物型，但又有其各自的独特之处 2. 基因组的种类与结构特点 （5）细胞器基因组 叶绿体基因组 比较均一，85 ~292 kb 特例：伞藻属（Acetabularia），2000 kb 3. 基因组学（Genomics） （1）结构基因组学（structural genomics） （2）功能基因组学（functional genomics） （3）进化基因组学（evolutionary genomics） 基因组学的三个“时代” 3. 基因组学 （1）结构基因组学（structural genomics） 基因组结构（genome structure） 种类、结构特点、种属特异性 定位基因（gene mapping） 遗传图谱（genetic map）与物理图谱（physical map） 测定基因组全序列（whole-genome sequencing） 结构基因组学研究的主要目标 人类基因