基因图谱.PPT

第十一章　基因组学 第一节　人类基因组计划 美国政府决定于1990年正式启动HGP，预计用15年时间，投入30亿美元，完成HGP。 HGP逐渐扩展为多国协作计划。参与者包括：美、英、日、法、德和中国（1993年） 二、人类基因组计划的进展状况（1）截至1998年10月，完成 1.8×108bp，占计划的6％。（2）完成一系列模式生物全基因组测定。 （3）DNA 测序技术飞速提高 1998.5.9，J.C. Venter 等宣布，组建商业公司，投入3亿美元，3年内完成。 二000年六月二十六日克林顿宣布 人类基因组草图绘制完成 美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯·柯林斯在介绍情况。 人类基因组草图基本信息 由31.65亿bp组成 含3～3.5万基因 与蛋白质合成有关 的基因占2% 同时发表论文 美国 Science, Vol. 291, No. 5507  英国 Nature, Vol.409, p.860 三、人类基因组计划的科学意义 （1）确定人类基因组中约3万个编码基因的序列及其在基因组中的物理位置，利于研究基因的产物及其功能。 （4）研究空间结构对基因调节的作用。 （6）研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制，包括遗传性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性疾病引发的分子病理学改变及其进程，为这些疾病的诊断、预防和治疗提供理论依据。 相关技术——染色体原位杂交 染色体原位杂交技术是DNA探针与染色体上的DNA杂交，并在染色体上直接进行检测的分子标记技术。 目前发展最快的是荧光素参与的原位DNA杂交技术，即荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization) 技术，简称FISH技术 。 原位杂交技术的基本步骤 制备探针； 染色体制片； 染色体处理与变性； 染色体与探针杂交； 显微检测。 染色体专一位点探针 二、分子标记 多态性分子标记是DNA水平上绘制现代遗传图谱的主要路标（landmark)。 （1）不需DNA探针，设计引物也无须知道序列信息； （2）显性遗传（极少数共显性），不能鉴别杂合子和纯合子； （3）技术简便，不涉及分子杂交和放射性自显影等技术； （4）DNA样品需要量少，引物价格便宜，成本较低； 缺点——实验重复性较差，结果可靠性较低。 RAPD扩增克隆鱼(B)、供体红鲤(A)、受体金鱼(D)和杂交鱼(C，即A♂xD♀)的细胞核DNA指纹图谱。 结果显示，对于不同的引物，克隆鱼的扩增谱带均和供体红鲤的一致，迥异于受体金鱼和杂交鱼。 第四节 DNA的鸟枪法序列分析技术 二、DNA的鸟枪法测序的主要步骤 1、建立高度随机、插入片段大小为2kb左右的基因组文库。 2、高效、大规模的末端测序。 3、序列集合。 4、填补缺口。 Shotgun法序列拼接 三、ＤＮＡ的鸟枪法测序的优缺点 第五节　比较基因组学及功能基因组学研究 一、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。 二、功能基因组学研究 1. 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—— 2. 基因功能的研究方法 (1)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。 （3）RNA干涉（RNA interference) RNA干涉是在演化中保留下来的一个过程，通过该过程，双链RNA诱导目标基因沉默。 RNAi过程 siRNA组装的蛋白复合体被命名为RISC。 （RNA-induced silencing complex） (4) DNA芯片技术应用之一 ——基因表达谱（gene expression pattern) 基因表达谱芯片可以检测整个基因组范围的众多基因在mRNA表达水平的变化。 它能对来源于不同个体、不同组织、不同细胞周期、不同发育阶段、不同分化阶段、不同生理病理、不同刺激条件下的组织细胞内基因表达情况进行对比分析。从而对基因群在个体特异性、组织特异性、发育特异性、分化特异性、疾病特异性、刺激特异性的变化特征和规律进行描述， 基因芯片的优点： 高通量 大规模 高度平行性 快速高效 高灵敏度 高度自动化 本章重点 基因图谱类型 分子标记技术（RFLP、RAPD、AFLP、SSR） RNA干涉过程 A B A B 限制性内切酶位点 与放射性探针 结合部位 ①限制性内切酶酶切后； ②电泳分离D