第九章基因组和比较基因组学.ppt

不同种族、不同个体的基因差异（基因组的多样性）以及“正常”与“疾病”基因的差异，只是同一位点上等位基因的差异，所以，人类基因组全系列来自一个“代表性人类个体”，不属于任何供体。 研究发现，人类基因组与其它动物基因组中染色体水平上有“共线”（即同源）现象。 人类第21号染色体HSA21位点与小鼠第16号染色体MMU16，MMU17和MMU10连锁图中存在着广泛的同源性。 第三节 DNA的鸟枪法序列分析技术 DNA的鸟枪法测序原理 1999年12月用“逐个克隆法”获得第一条人类染色体--22号染色体完成序列。 2000年3月用“全基因组鸟枪法”获得果蝇全基因组序列。 DNA的鸟枪法测序的优缺点 优点：速度快 缺点： 随着所测基因组总量增大，所需测序的片段大量增加。 高等真核生物（如人类）基因组中有大量重复序列，导致判断失误。 对鸟枪法的改进 Clone contig法：首先用稀有内切酶把待测基因组降解为数百kb以上的片段，再分别测序。 靶标鸟枪法（directed shotgun）：首先根据染色体上已知基因和标记的位置来确定部分DNA片段的相对位置，再逐步缩小各片段之间的缺口。 第四节 比较基因组学及功能基因组学研究 比较基因组学(Comparative Genomics) 概念：是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。 基因组的序列可被分为三类： 通过比较确知其生理功能的： 在数据库中有匹配的蛋白质序列，但并不知道其功能的： 在现有数据库中找不到相匹配的蛋白质序列的新基因。 功能基因组学研究 概念：利用结构基因组学提供的信息，以高通量，大规模实验方法及统计与计算机分析为特征，全面系统地分析全部基因的功能。 人类和各种模式生物的全长cDNA克隆对基因的发现及功能分析都极为有用，因此，获得全长cDNA的技术和发现稀有转录物的技术都将被放在高度优先的地位。 cDNA RACE rapid amplification?of?cDNA?ends 是用于从已知cDNA片段扩增全长基因的方法，它根据已知序列设计基因片段内部特异引物，由片段向外侧进行PCR扩增得到目的序列。 用于扩增5 ’端的方法称为5’ RACE，用于扩增3’端的称为3’RACE。 基因功能的研究方法 基因转导技术：导入细胞，观察功能。该方法用的最多，技术最成熟。 基因敲除技术（gene knockout)，又称基因打靶（gene targeting）。这种技术是通过基因工程的方法将一个结构已知但功能未知的基因去除，或用其他序列相近的基因取代（又称基因敲入），然后从整体观察实验动物，从而推测相应基因的功能。这种人为地把实验动物某一种有功能的基因完全缺失的技术称为基因敲除技术。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 易于用电击法转化E.coli（转化效率比转化酵母高10-100倍）； 超螺旋环状载体，易于操作； F’质粒本身所带的基因控制了质粒的复制； 很少发生体内重排。 BAC的优点： 人类基因组计划的成果是多方面的，主要体现在鉴定基因的四张图上。 遗传图（Genetic Map） 又称连锁图（Linkage Map），是指基因或DNA标记在染色体上的相对位置与遗传距离，通常以基因或DNA片段中染色体交换过程中的分离频率厘摩（cM）来表示，cM值越大，两者之间距离越远。 遗传图谱 转录图谱 0.7 cM 或 kb 序列图谱 物理图谱 100 kb STS map 产生配子的减数分裂过程中，亲代同“号”的父源或母源染色体既能相互配对也可能发生片段互换，而父母源染色体等位基因互换导致子代出现DNA“重组”的频率与这两个位点之间的距离呈正相关，所以，用两个位点之间的交换或重组频率来表示其“遗传学距离”。 由于不能对人类进行“选择性”婚配，而且人类子代个体数量有限、世代寿命较长，呈共显多态性的蛋白质数量不多，等位基因的数量不多。如果只用已知定位的少数几个基因作遗传标记，由于遗传标记的数目太少，很难绘制完整的连锁图。DNA技术的建立为人类提供了大量新的遗传标记。 DNA分子标记 简称分子标记，以DNA序列的多态性作为遗传标记。 不受时间和环境的限制 遍布整个基因组，数量无限 不影响性状表达 自然存在的变异丰富，多态性好 共显性，能鉴别纯合体和杂合体 优点 多态性：人的DNA序列上平均每几百