分子生物学3 考研笔记 中山大学.ppt

一、基因组与基因组学 3. 基因组学（Genomics） 把基因组作为研究对象的学科 （1）结构基因组学（structural genomics） （2）功能基因组学（functional genomics） （3）进化基因组学（evolutionary genomics） 基因组学的三个有代表性“时代” 3. 基因组学 （1）结构基因组学（structural genomics） 基因组结构（genome structure） 种类、结构特点、种属特异性 定位基因（gene mapping） 遗传图谱（genetic map）与物理图谱（physical map）：遗传距离与物理距离 测定基因组全序列（whole-genome sequencing） 结构基因组学研究的主要目标 人类基因组计划（the Human Genome Project）之前，只测定过 一些病毒（?X174、?、T4等）的基因组全序列 Phage ?X174: 5375 nt Sequencing timeline 基因组全序列的测定 ?1995? 流感嗜血菌（Haemophilus influenzae） 1,830 kb 枝原体 Mycoplasma genitalium 580,070 bp，预计有500个基因 1996? 古细菌 Methanococcus jannaschii 1,660 kb 酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 12,068 kb，近6,000个潜在 的蛋白质编码基因，近150个rRNA基因，近300个tRNA基因，还有几十个 核小分子RNA（snRNA）基因和一大批核仁小分子RNA （snoRNA）基因 1997? 大肠杆菌（Escherichia coli） 4,639 kb （目前已测定一百多种微生物的全序列） 多细胞生物 1998 秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans） 97,000 kb 2000 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster） 180,000 kb 2000 拟南芥（Arabidopsis thaliana） 120,000 kb 2000（6月） 人类（Homo sapiens） 3,120,000 kb 3. 基因组学 （1）结构基因组学（structural genomics） 结构基因组学的成就大大促进了生物信息学 （bioinformatics）的发展 3. 基因组学 （2）功能基因组学（functional genomics） 大规模、高通量分析基因组中基因表达的技术 DNA微阵列（DNA microarray）， DNA芯片（DNA chip） 基因功能的分析 基因剔除（gene knockout） DNA microarray 3. 基因组学 （2）功能基因组学（functional genomics） 对基因组中基因本身的认识（基因的概念） 编码蛋白质的基因 ? 编码功能RNA的基因 ? 非编码的DNA也可以是基因 ？ 3. 基因组学 （3）进化基因组学（evolutionary genomics） 在整体水平上研究基因和基因组的结构、功能的起源与进化 比较基因组学（comparative genomics） —— 进化基因组学的初始阶段 通过比较，发现基因组中蛋白质和功能RNA基因的密度与生物的复杂程度有一定的负相关 不同生物基因组中基因的平均密度 生物 基因组中基因的平均密度 ? 细菌 1个基因/ 1 kb 酵母 1个基因/ 2 kb 线虫 1个基因/ 5 kb 拟南芥 1个基因/ 5 kb 果蝇 1个基因/ 13 kb 人类 1个基因/ 40 kb 密度的变化与基因组进化中调控元件和“非基因DNA” 的扩增有关 3. 基因组学 （3）进化基因组学（evolutionary genomics） 基因和基因组如何通过并非很多的基本结构单位（构件）的重组而