后基因体时代.ppt

第九章 後基因體時代 人類基因體的定序 功能基因體學 蛋白質體學proteomics (protein genomics) 結構生物學 structural biology 生物資訊學 bioinformatics 生物晶片 biochip 人類基因體定序計畫 國際人類基因組團隊版 (International Human Genome Consortium) 國家衛生研究院 NIH ( National Institute of Health) 美國國家能源部 英國Sanger中心 (衛康信託基金會贊助) 德國、法國、日本、中國………等十五個國家 負責總單位美國國家人類基因研究院 (National Human Genome Research Institute) 2000年所公布人類基因組草圖結果 凡特與柯林斯 2003年人類基因組計畫宣布完成 人類真染色體序列定序完成 人類基因組資訊 基因組含有大約30.8億個核苷酸 真染色體(euchromatic)約有28.8億個核苷酸 整個基因組含有341空缺 異染色質區域有33 空缺( 1.98億個核苷酸) 真染色質區域有308 空缺(2800萬個核苷酸) 人類基因數 20,000-25,000 (含22,287 基因座) 34,214 轉錄產物 外顯子有3400萬個核苷酸，佔 1.2% 非轉譯區2100萬個核苷酸，佔 0.7% 19,599 蛋白質編碼基因 2,188 DNA 片段預測為蛋白質編碼基因 真染色質與異染色質 人類基因組定序的空缺位置 各染色體重複性片段所佔的百分比圖 生物的基因體大小一 生物的基因體大小二 不同生物體預估的基因數 功能基因體學 基因與基因、身體結構與運作、人與生活環境 研究目的 轉錄因子與基因 基因 where? when? 有作用 基因在生物體的功能 最佳方式 疾病和發病過程基因型的變化 個人基因體定序 HGP計畫花費3億美金 第一位個人基因體定序-華生 2007.5.29 454生命科學公司454 Life Sciences 花費100萬美金 近程目標降至10萬美金 終極目標降至1000美元 蛋白質體學 定義: 細胞內所有的蛋白質 目標: DNA-胺基酸序列→電腦→結構與功能 蛋白質表現的預測? 修飾、加工 人類蛋白質體組織(2001) 範疇 表現蛋白質體學(圖譜) 細胞圖譜蛋白質體學 確定位置 質譜儀→鑑定其組成→交互作用 研究蛋白質體學的技術 二維電泳分析蛋白技術 (2D electrophoresis) 帶電量 分子量 二維蛋白質電泳圖 以不同螢光區別蛋白質體圖譜 質譜術 氣相質譜儀 飛行時間質譜儀MALDI-TOF MS 可獲得胜肽質量的資訊 飛行時間質譜儀資料比對 電噴灑游離串聯式質譜儀ESI-Tandem MS 可獲得胜肽詳細的資料（可知胺基酸序列） 分析蛋白質種類的方法 二維電泳 胰蛋白酶切 質譜儀分析 資料庫比對 利用氣體分子撞擊胺基酸片段 研究蛋白質體學的新興技術 成本高、普及率低 結構生物學 分子生物物理學為基礎 結合化學+分子生物學 測定生物大分子複合體的空間結構 重要性 以簡化的模型出發-掌握共通性質 現象學角度-歸納出特性 蛋白質的立體結構一 蛋白質的立體結構二 蛋白質的立體結構三 蛋白質的立體結構四 蛋白質的立體結構五 生物資訊 查已知DNA、RNA及蛋白質排序、結構與功能 比較不同來源的DNA、RNA及蛋白質間的相似性 察看蛋白質的3D結構 種系關連演化性分析或分類分析 代謝途徑分析 單一核苷酸多型性 單一核苷酸多型性 (single nucleotide polymorphism, SNP) 生物基因體內某一位置的單一核苷酸不同個體間並不一樣 個體差異0.1%，大約300萬 重要性 增加生存機會(面對環境變遷)、體質差異? 多基因疾病與藥物反應的指標 生物資訊資料庫 NIH成立的NCBI (GenBank) (national center for biotechnology information) EMBL (European Molecular Biology Laboratory)-EBI 歐洲分子生物實驗室 DDBJ (DNA DataBank of japan)日本基因庫 UK Sanger Center英國桑格中心 史丹佛大學基因體資源中心 A Database of Drosophila Genes Genomes 果蠅基因體中心 DNA序列分析與基因預測 基本區域排比搜尋工具 BLAST (basic local alignment search tool) 序列相似性分析 FASTA 生物資訊與