人类基因组-.ppt

人类基因组研究的历史、现状与未来  ——生命科学学院 任林昌;本讲主要内容;一、基因（gene）;基因概念的发展历史;1. 孟德尔“遗传因子” — 生物性状遗传的符号;2. 基因 — 位于染色体上的遗传功能单位;1926 年 ，morgan 发表的《基因论》 基因在染色体上呈线性排列，它们在减数分裂和受精过程中的行为与孟德尔定律完全一致。;2.1 等位基因;2.2 复等位基因;3. 基因的物质基础;4. 顺反子 — 一个基因一条多肽;5. 操纵子 — 遗传信息传递和表达调控的统一体;1937年，J.Monod发现大肠杆菌在含有葡萄糖、乳糖做为碳源的培养基上生长时，细菌优先使用葡萄糖，当葡萄糖耗尽，经短时间的适应，细菌即可利用乳糖来生长增殖。即：大肠杆菌二阶段生长现象。 实验测得：大肠杆菌在富含葡萄糖、乳糖做为碳源的培养基上生长时，其体内的“半乳糖苷酶”（能够催化乳糖分解为半乳糖和葡萄糖）活性迅速升高。;1961年，F.Jacob和J.Monod 对上述现象进行了一系列研究，发表了“蛋白质合成中的遗传调节机制”一文，提出操纵子学说(operon theory ) 。 四年后的1965年,两人荣获诺贝尔生理学与医学奖。;? 操纵子——原核基因组中，几个结构基因与共同的控制位点组成的基因表达的协同单位。;5.3 大肠杆菌乳糖操纵子模型;P;乳糖酶的诱导生成;大肠杆菌乳糖操纵子模型;　　　细菌中的cAMP含量与葡萄糖的分解代谢有关，当细菌利用葡萄糖时，cAMP含量低；当环境中无葡萄糖时，cAMP含量升高。;在启动子上游有调节基因，编码调控蛋白CAP （降解物基因活化蛋白），无活性。 cAMP（诱导剂）可与CAP特异结合，形成cAMP-CAP，使CAP活化。 活化的cAMP-CAP与启动子上游CAP位点特异结合。促进RNA聚合酶与启动子结合，增强转录水平。;细菌在只含有葡萄糖的培养基上生长时， 1ac操纵子阻遏，结构基因不表达； 当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基上生长时，由于乳糖的存在，使1ac操纵子去阻遏，但由于Plac是弱启动子，1ac操纵元开放表达水平很低； 此时，细菌优先利用环境中的葡萄糖，当葡萄糖用尽，细菌产生大量的cAMP，活化CAP，进而 加强转录活性，产生足够的乳糖酶，使细菌可以充分利用乳糖生长。 结论：lac操纵元的强诱导既要有乳糖存在，又要无葡萄糖利用。通过这种机制，细菌可优先利用环境中的葡萄糖，无葡萄糖时，再充分利用乳糖。;6. 外显子和内含子 — 基因的结构是断裂的;基因的分类 将编码蛋白质的基因根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类。 编码蛋白质的基因，具有转录和翻译功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基因； 只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基因和rRNA基因； 不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包括启动基因和操纵基因。;原核生物的基因结构;真核生物的基因结构;外显子和内含子;7. 重叠基因（overlapping gene）;基因重叠有两种情况：一是一个基因的密码子完全包含在另一个基因内；二是两个基因只有一个或几个核苷酸的重叠。 由此可见，内含子和外显子的区分是相对的有条件的。;8.跳跃基因或转座元件 — 基因并不是固定在染色体的一个位置上;8.跳跃基因或转座元件 — 基因并不是固定在染色体的一个位置上;9.染色体外基因;现代基因的定义;二、基因组（genome）;不同生物体基因组的大小　　;人类基因组（human genome）;符貌活衫丁脱晓继谦你匿当昭锋弘辆莫换嘱坍腆洽亲基屎暴椭奶薪硅甚裁人类基因组-人类基因组-;假基因（pseudogene）; 线粒体基因组; 线粒体基因组;线粒体基因组;线粒体密码子; 线粒体基因组; 核基因组;人的个体差异;人染色体 （常染色体和性染色体）;DNA双螺旋结构（遗传物质）;人类的遗传病;Normal;单基因病-常染色体显性遗传;单基因病-不完全显性遗传;一例软骨发育不全的系谱;医卤轿钟山源长癣弊搀滁淹礁灼南赏拟蔗嫌石蕉墩鸯感欺韵擎斌慢楔靡碑人类基因组-人类基因组-;单基因病-不规则显性遗传;单基因病-常染色体隐性遗传;单基因病- X 连锁隐性遗传;筑丽达久叭饰梅蝴柞猫宏阔靛彩婚羡孵墟酗叭拔姥脓纳苫移宛妆墙掀西掣人类基因组-人类基因组-;红绿色盲病;多基因病; 第5号染色体缺失（短臂缺失）患儿发 出咪咪声，耳位低下，智商仅20～40.;Down氏综合症;性染色体与性别畸形;2、Turner氏综合症;3、XYY综合症:一个惊人的发现,有