基因组学蛋白质组学代谢组学.ppt

基因 组学、蛋白质组学、代谢组学简单介绍 汇报人：王静 园研2011果树学 目录 1 基因组学 2 蛋白质组学 3 代谢组学 1.基因组学 基本概念 研究历史 前遗传学时代1900年以前 经典遗传学时代1900-1950年 分子生物学时代1950-1990年 基因组学时代1990-2000年 后基因组学时代2001年以后 1859年，达尔文—自然选择学说 1865年，孟德尔—分离规律、独立分配原则 1900年，孟德尔—遗传规律再被发现标志着遗传学的诞生 WastonCrick—DNA双螺旋模型的发现 人类基因组计划 功能基因组学、蛋白质组学的兴起 研究意义 基因组学的研究已经涉及到生物学、医学、制药工业、社会经济、生物进化、伦理、法律等众多领域。尤其在人类疾病基因的研究方面，显现和发挥着十分重要的作用。 疾病的遗传学基础。 致病基因及相关基因的克隆在基因组学研究占据着核心位置。 对疾病的预防、诊断、治疗等有重要意义。 人类基因组计划的直接动因是解决包括肿瘤在内的人类疾病的遗传学基础问题。 研究分支 2.功能基因组学 利用结构基因组学提供的信息和产物，在基因组系统水平上全面分析研究基因功能的科学。 2.1进一步识别基因以及基因转录调控信息。 2.2弄清楚所有基因产物的功能，这是目前基因组功能分析的主要层次。 2.3研究基因的表达调控机制，研究基因在生物发育工程以及代谢途径中的地位，分析基因、基因之间的产物之间的相互作用关系，绘制基因调控的网络。 研究分支 3.比较基因组学 比较研究不同生物、不同物种之间在基因组结构和功能方面的亲源关系及内在联系的学科。 3.1勾画出详尽的系统进化树，将显示进化过程中最主要的变化所发生的时间及特点。据此可以追踪物种的起源和分支路径。 3.2分析了解同源基因的功能。 3.3通过对序列差异性的研究有助于认识大自然生物多样性的产生基础。 几种生物基因组学比较模式图 研究相关技术和方法 1.重组DNA技术 研究相关技术和方法 2.分子杂交与印迹技术 分子杂交：在分子生物学上一般指核酸分子杂交，是指核酸分子在变性后再复性的过程中，来源不同但是互补配对的DNA或RNA单链相互结合形成杂合双链的特征或现象。 分子杂交技术：根据此特性建立的一种对目的核酸分子进行定性和定量分析的技术，这种技术通常是将一种核酸单链用同位素或非同位素标记即探针，再与另一种核酸单链进行杂交，通过对探针的检测而实现对未知核酸分子的检测和分析。 2.1分子杂交技术 参加反应的核酸和探针都游离在溶液中。 缺点：1.杂交后过量的未杂交探针在溶液中除去较为困难；2.误差较高，操作繁琐 将参加反应的核酸等分子首先固定在硝酸纤维素滤膜、尼龙膜、乳胶颗粒、磁珠和微孔板等固体支持物上，然手进行杂交反应。 优点：未杂交的游离探针片段容易被漂洗除去，操作简单、重复性好 研究相关技术和方法 分子杂交技术分类 液相杂交 固相杂交（包括原位、印迹、斑点） 研究相关技术和方法 2.2印迹技术 将核酸或或蛋白质等生物大分子通过一定方式转移并固定至尼龙膜等支持载体上的一种方法。 在实际研究中，电泳分离待转印的生物分子或样品 将他们从胶转移至印迹膜上 对被转印的物质显色进行检测（包括染料直接染色、通过和一些标记抗体或寡核苷酸探针结合显色） 被转印的物质是DNA或RNA核酸分子杂交技术 被转印的物质是蛋白质免疫印迹技术（与标记的特异性抗体通过抗原—抗体结合反应而间接显色） 研究相关技术和方法 3.生物芯片 狭义：将生物分子固定在硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质上形成的生物分子微点阵，待分析样品中的生物分子与生物芯片的探针分子发生杂交或互相作用后，利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行检测和分析。 广义：指能对生物分子或生物分子进行快速并行处理和分析的厘米见方的固体薄型器件。 研究相关技术和方法 2.蛋白质组学 基本概念 蛋白质组：由一个细胞或一个组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质。 蛋白质组学：对在一定的时间或一定的环境条件下表达的所有蛋白质的研究。 研究意义 基因是遗传信息的携带者，而生命活动的执行者却是蛋白质，即基因的表达产物。 在获得了基因的全部序列之后，进一步了解所有这些基因的功能。 这些基因是怎么发挥功能的，只有这样，基因的遗传信息才能与生命活动之间建立直接的联系。 研究阶段 第一阶段：即所谓“组成蛋白质组”，建立一个细胞或一个组织或一个机体在“正常”条件下的蛋白质双向凝胶图谱,或称参考图谱, 第二阶段称为“功能蛋白质组”，要研究在各种条件下的蛋白质组的变化,从中总结出生命活动的规律。 图 双向凝胶电泳