人类基因组

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理论意义
酵母—第一次揭示真核生物全基因组。
已大致确定：5885 个编码蛋白基因
140 个 rRNA 基因
40 个 SnRNA
275 个 tRNA 基因
实践意义
病源微生物——病理机制
药物、疫苗
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DNA 测序技术飞速提高 1998.5.9 J.C. Venter 等宣布，组建商 业公司，投入 3 亿美元，3 年内完成。
工作量：极大 单倍染色体上有： ~ 30亿个核苷酸 ~ 10万个基因
百度文库
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2. 人类基因组计划的内容
（1）绘制人类基因组连锁图
核酸限制性长度多态性（ RFLPs ）
（ Restriction
fragment
length
polymorphism ）
遗传标记：
DNA突变 → 限制酶的切口变化
→ DNA片段长度变化；
（1）基因突变
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（2）多次遗传改变的致癌作用
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3. 改变生活方式能降低癌症的危险性
抽烟 + 喝酒 → 多种癌症 （如肺癌）
食疗——胡萝卜等
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（四）人类基因组计划 1. 什么是人类基因组计划
1986 年诺贝尔奖获得者R.Dulbecco提
出人类基因组计划 —— 测出人类全套基因 组的 DNA 碱基序列（ 1n: 3 X 109 b ）
人、生物基因组中RFLP标记很多。
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方法： 找出平均分布在23对染色体上的至少 3000个遗传标记 → 确定一些基因 → 连锁的研究 → 确定其他的基因或标记。
★单核苷酸多态性（SNP）
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（2）绘制物理图 染色体 → 片段 → 排列 → 确定这些片段在染色体上的位置 → 确定基因或标记在染色体上的位置。
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3. 基因组研究成果
人类24条染色体碱基数32亿对，基因约 4万个。
使人类基因组产生复杂性的机制： （1）RNA选择性剪切 （2）转录因子的过量表达 （3）蛋白质的修饰
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人类基因组计划的重大影响 （1）在 HGP推动下，世界大公司投入生 物技术意向剧增。 （2）推动新学科兴起
生物信息学 Bioinformatics 基因组学 Genomics
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美国政府决定于 1990年正式启动HGP， 预计用 15 年时间，投入 30 亿美元，完成 HGP。
由国立卫生研究院和能源部共同组成 “人类基因组研究所（NHGRI）”
逐渐地，HGP 扩展为多国协作计划。 参与者包括：欧共体、日本、加拿大、俄 罗斯、巴西、印度和中国等国的科学家。
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人类基因组计划的进展状况 （1）截至 1998 年 10 月，完成 1.8 X 108b， 占 计划的 6％。 （2）完成一系列模式生物全基因组测定。
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核基因组（通常所指的基因组） 线粒体基因组 叶绿体基因组 病毒基因组
基因组学： 结构基因组学 功能基因组学
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（2）人类基因组的DNA序列组成
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2. 人类基因组各组成成分的基本特征
（1）基因
外显子
内含子
（2）基因外DNA（约90 %） 重复序列（20 ~ 30 %）
（3）分散重复序列 长分散重复序列（LINE） 短分散重复序列（SINE）
序列标签位点（STS）——已知核苷酸序 列的DNA片段（作“界标”）
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（3）人类基因组测序 分子水平、最高层次、最祥尽的物理图。 工作量最大的部分 — 单倍染色体上有~ 30亿个核苷酸。
（4）其他物种基因组分析 遗传学研究上重要的物种： 大肠杆菌、拟南芥、酵母、小鼠等，为
研究人体基因组提供参考。
染
色
体
显
性
遗
传
人类多指
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（3）X连锁遗传病
血 友 病
血友病在欧洲皇室中的遗传
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Y连锁遗传(限雄遗传） 人 类 的 耳 道 长 毛 症
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3. 多基因遗传病
环境因素 + 遗传 哮喘 原发性高血压 糖尿病 唇裂 腭裂
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（三）癌基因与恶性肿瘤 1. 原癌基因与抑癌基因
癌基因
病毒癌基因（v-onc）
这些模式生物全基因组测定的完成有重 大理论与现实意义。
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一些模式生物和病源物的全基因组测定
物种
全基因组 完成年份
酿酒酵母 1.2 x 107 bp 1996
枯草杆菌 4.2 x 106 bp 1997
幽门螺杆菌 1.6 x 106 bp 1997
梅毒螺旋体 1.13 x 106 bp 1998
二十四、人类基因组
人类基因组及其组成 人类遗传性疾病 癌基因与恶性肿瘤 人类基因组计划
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（一）人类基因组及其组成
1. 人类基因组的DAN序列组成
（1）基因组及基因组学 基因组（染色体组）：指一个单位体 细胞核中、一个细胞器（线粒体、叶绿体） 中或一个病毒颗粒中所含的全部DNA（或 RNA）分子的总称。
接着又有若干家公司成立， 总共投入资金约几十亿美元，
形成 “公”“私”并进 格局
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2000.6 完成并公布 人类基因组工作草图
2001 年2月16日 人类基因组计划（HGP）完成 同时发表两套报告
Science, Vol. 291, No. 5507 Nature , Vol.409, p.860
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（4）簇状重复序列 （串联重复序列） 卫星DNA 小卫星DNA 微卫星DNA
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（二）人类遗传性疾病 1. 染色体病
猫叫综合症 先天愚型
2. 单基因病
6000多种 （1）隐性遗传病
如囊状纤维症、镰刀状贫血症等
白 化 病
常染 色体 隐性 遗传 疾病
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（2）显性遗传病
软骨成骨不全侏儒症
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常
细胞癌基因（c-onc） （原癌基因）
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（1）病毒癌基因和原癌基因
第一个分离的病毒癌基因：src
原癌基因：人或动物基因组中一类固有 的正常的结构基因，是细胞正常生长、分 化所必需的，具有转变为癌基因潜力的正 常基因。
（2）抑癌基因
其存在和表达使细胞不能癌变和机体
不长癌。
“管家”基因
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2. 癌症的遗传学基础