第6章基因组-58页文档资料

分类最小基因组
支原体 细菌 酵母 霉菌 蠕虫 昆虫 鸟类 两栖类 哺乳类
0.58 X 106 2.8 X 106 3.0 X 107 5.5 X 107 1.1 X 108 0.5 X 109 0.2 X 1010 0.1 X 1010 2.8 X 1010
进化地位高，结构复杂的生
物的同类生物最小基因组比 较，符合进化程度越高，生 物基因组越大的规律。
• 单一序列和重复序列 单一序列： 基因组中只有一份的DNA序列。
重复序列：基因组中重复出现的序列。例 如，STR，SNP，微卫星DNA等。
模式生物
在某一类生物中选取一种或几种生物作为代表进行 重点研究, 以了解这一类生物的共性和特征
常用模式生物:
线虫, 果蝇, 斑马鱼, 小鼠, 拟南芥, 烟草, 水稻,
种类 大肠杆菌 啤酒酵母 线虫 果蝇 蝗虫 小鼠 豌豆 玉米 小麦 人
基因组大小
Mb 4.64 12.1 100 140 5000 3300 4800 5000 17000 3000
C值悖论
• 生物体单倍体DNA总量称为 C值。 高等生物具有比低等生物更复杂的生命 活动，所以，理论上应该是它们的C值也 应该更高。但是事实上C值没有体现出与 物种进化程度相关的趋势。高等生物的C 值不一定就意味着它的C值高于比它低等 的生物。这种生物学上的DNA总量的比 较和矛盾，称为C值悖论。
• 什么是基因？ • 基因在哪里？
寻找基因的思路：
基因定位
将基因定位于染色体上
基因克隆 有大到小，由粗到细，精细定位
基因分离
克隆目的基因片段
功能克隆
• 克隆（致病）基因的 一种策略。
疾病
性状 （疾病）
功能
蛋白质产 物（生物 学功能）
• 收集所要克隆的基因 的蛋白质产物及其功 能的信息，用以分离 基因，并对基因进行பைடு நூலகம்定位。
主要方法： 家系调查法 体细胞杂交法 核酸杂交技术 等等
A-1型短指（趾）症法拉比（Farabee） 1903年在他的哈佛大学医学院博士毕业论 文中首先报道了，即世界上第一例孟德尔 常染色体显性遗传病，以后作为遗传学的 经典例子被全世界的生物学和遗传学教材 广泛引用。
贺林实验室利用布依族、苗族 和汉族的三个A-1型短指（趾）症大 家系，对该病的致病基因进行了精 确定位（位点定在2q35-36区）、克 隆，并首次发现了人IHH基因和该 基因上的三个突变位点是导致A-1型 短指（趾）症的直接原因。
• SSLP simple sequence length polymorphism 简单序 列长度多态性 ，又称为VNTR variable number tandem repeat 数目可变的串联重复多态性
用遗传标记进行基因定位
形态标记 morphological markers 细胞标记 cytological markers 生化标记 biochemical markers 分子标记 molecular markers
分子遗传标记
在核酸分子水平，对具有相对差 异的等位基因DNA多态性的标记， 广泛存在于高等生物编码区和非编 码区，又称为DNA分子标记，是 DNA水平上遗传变异的直接反映。
血红蛋白病——镰刀形细胞贫血症 正常HbA四条多肽链（2条链，两条链）
定位克隆
疾病 疾病
• 又称为“逆向遗传学”， 始于20世纪80年代后期
• 利用遗传连锁或细胞学 定位技术将致病基因定
位于染色体的特定区带。
• 定位：通过连锁分析找
出与目的基因紧密连锁
的遗传标记在染色体上 基因
的位置。
序列
• 克隆：从定位的染色体 基因
分子遗传标记发展
RFLP restrict fragment length polymorphism
限制性片段长度多态性
SSLP simple sequence length polymorphism
简单序列长度多态性
SNP single nucleotide polymorphism
单核苷酸多态性
若多态标记与待定基因距离较远 ，则它们在 向子代传递时会发生自由分离 ，呈“连锁平衡” ；反之 ，则不发生自由分离 ，而呈现“共分离” 现象 ，即“连锁不平衡”。据此可在染色体上定 位与某一DNA标记相连锁的基因。
1. 将基因定位于染色体 2. 特定区段 2. 候选基因筛选鉴定
定位克隆的主要目的之一是将目标 基因定位于特定染色体上。
区段内分离克隆所要的
基因，并进一步研究其
功能。
遗传标记， 染色体定位
mRNA cDNA
功能
蛋白质产物 生物学功能
定位克隆：通过遗传标记 ，先获得某一表型基因 在染色体上的定位 ，再在候选区域内选择已知基 因 ，进行致病突变的筛选 ，并获得cDNA及全基 因。
基本思路是通过连锁分析原理进行 基因定位。
DNA序列的分类
• 基因序列和非基因序列 基因序列：以起始密码子开始，终止密码子结 束的一段DNA序列，称为开放阅读框（open reading frame, ORF） 非基因序列：基因序列以外的DNA序列。
• 编码序列和非编码序 编码序列：编码RNA和蛋白质的DNA序列。 非编码序：内含子和基因的间隔序列。
染色体定 位
从氨基酸序列 出发设计
DNA引物，从 文库调取基因
基因
得到基 因序列
分析异常基因的产物（蛋白质）： 纯化蛋白质，弄清它是如何引起临床症状的有两 条不同的路线：
1. 进行氨基酸序列测定，据此推测可能的核苷酸序列，合成 寡核苷酸探针，然后用探针从cDNA文库或基因组文库中 筛选对应的编码基因；
2. 将异常蛋白质制成相应的抗体，从cDNA表达文库中筛选 相应克隆。得到克隆后，就可以通过DNA序列分析确定导 致疾病的分子缺陷。
绝大部分分子病、遗传性代谢缺陷（酶）病如白化病 （albinism）、苯丙酮尿症（phenylkeonuria， PKU）和 镰刀形细胞贫血病（sickle-cell disease）等，都是采取的 这一策略。
特点:
1. 直接以DNA形式表现，在生物体各发育阶段,各 组织均可检测到。
2.数量多，遍及整个基因组。
3.多态性高，自然界存在许多等位突变，无需专门 创造特殊的遗传材料
4. 中性，不影响目标性状的表达，与不良性状无 必然连锁
5. 许多分子标记表现为共显性（codominance）, 能够鉴别出纯合基因型与杂 合基因型，提供完 整的遗传信息