后基因组学-章跃陵-Genegenomeand-生物化学与分子生物学.PPT

3）拟南芥基因组 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 　是一种典型的开花植物, 广泛分布于欧洲、亚洲和北美, 它具有 (1) 生长周期短。从发芽到种子成熟仅需6 周。 (2) 体型小, 占地少。成熟植株15～ 20 cm 高, 莲座叶不超过5 cm。 (3) 后代多。每株可产生5000 粒种子。 (4) 核基因组小, 仅10 条染色体。它作为植物模式生物在基因组分析方面是其它植物如玉米、番茄、豌豆、水稻等遗传模式系统所不能及的。1996 年拟南芥基因组国际合作项目启动, 至2000 年12 月, 第一个植物基因组——拟南芥基因组被全部测序, 遗传图谱、物理图谱建立, 序列大小为125M b。基因组测序区段覆盖了全基因组的115. 4M b, 分析共含有25,498 个基因, 编码蛋白来自11, 000 个家族。 ——Nature 408:796-815 (2000) 4）果蝇基因组 果蝇(Drosophila melanogaster) 果蝇是经典遗传学家喜欢的实验材料, 摩尔根就是根据果蝇实验而发现“连锁交换”规律的。它不仅饲养容易、繁殖快, 还是典型的“雌雄异体”生物, 雌雄容易识别, 可以有意识地安排,“有序”、有目的的交配, 得到各种性状的重组体, 根据连锁关系从而揭示基因的位置。有趣的是, 果蝇幼虫的唾液腺的染色体很大,大到人的肉眼就可以看到, 上面还有规律的条纹, 可以把一个基因的位点定到某一条条纹上。果蝇作为遗传研究的模型生物, 已有80 年的历史, 它的DNA序列, 同它的形态、生理以及行为复杂性等方面, 是最贴近人类的可供研究的无脊椎生物体。1998 年,Celera 公司开始对果蝇基因组进行研究, 用了不到两年的时间破译了果蝇的序列, 并于2000 年3 月宣布了基因组全序列为180 Mb。有13 601 基因, 其中一半的基因功能还没有搞清楚, 有1600 个碱基跨度区仍未能完全测序。 Science, 287:2185-2195 (2000) 5）小鼠基因组 小鼠在世界范围内替人受辜, 作为人的实验动物, 不知道已为人类贡献了多少它们的同胞生命! 与其它模式生物比较, 它是人类的近缘亲戚的哺乳动物, 只有几亿年的进化距离, 基因组与人类的差不多, 大小为3 000 Mb, 基因的数目与人的也差不多, 已经发现的人类基因, 小鼠不仅都有, 而且都很相似。因此小鼠是人类基因组研究主要模式生物。 在HGP 进行得如火如荼的同时, 小鼠基因组被推荐为优先研究的哺乳动物。1998 年春天,NIH召集各方面的科学家, 探讨小鼠基因组研究行动计划, 同年秋天行动计划被确认和发表, 于2003年已完成小鼠基因组工作草图, 目前发现小鼠基因组含有约25亿个bp，25000个左右的基因，其和人类的基因序列很大部分是相近的,约占95 % ,只有约2 %的完全不同于人类的基因。 6）水稻基因组 水稻是迄今为止第一个被测序的农作物, 也是全球半数以上人口赖以生存的最重要的粮食作物。水稻基因组( 大约389Mb) 是禾谷类作物中最小的,易于遗传操作, 且与其他禾谷类作物存在共线性,目前已成为遗传学、分子生物学和基因组学研究的模式植物。“国际水稻基因组计划”( RGP) 启动于1998 年, 由中国、日本、美国和法国等10 个国家和地区共同发起承担。至2002 年4 月, 籼、粳稻两个亚种全基因组工作“框架图”及粳稻基因组全长序列的测定已相继完成。2002 年11 月, 中国、日本率先完成水稻第4 号和第1 号染色体的精确测序图,并在英国自然杂志上发表了有关成果。同年12 月,水稻基因组“草图”绘制完成。2003 年6 月, 美国科学家完成了水稻第10 号染色体的精确测序图, 研究结果发表在美国科学杂志上。2004 年12 月, 水稻基因组“精细图”全部完成, 新绘制的“精细图”覆盖率达到95.3%, 误差率不超过万分之一, 此次绘制完成的水稻基因组全图不仅定位了水稻中的37544 个基因, 而且还率先在动植物中完成了对着丝粒的测序。2005 年8 月,“精细图”刊登于英国自然杂志上。 三、基因组学(genomics) 就是发展和应用DNA制图、测序新技术以及计算机程序，分析生命体（包括人类）全部基因组结构及功能。 一）概念 1. 根据研究对象分：肿瘤基因组学、植物基因组学、药物基因组学、环境基因组学等。 2. 根据研究的重点分：结构基因组学(structural genomics) 、功能基因组学(functional genomics)、比较基因组学(comparative genomics) 二）基因组学分类 三) 结构基因组学 1、概念和目的