基因组学与医学

二、疾病相关基因的鉴定
1、SNPs筛选
2、染色体制图定位及疾病相关基因克隆
3、疾病相关基因表达谱筛选及疾病相关基 因网络的确定
三、基因检测(Gene Testing)
基因检测：适应分子医学发展需要产生的一种新 型的个体基因异常检测手段，直接检测DNA。 1、法医鉴定 2、遗传病诊断：携带者；疾病风险预测； 产前诊断和新生儿筛查 3、感染病诊断
二、研究内容
1、鉴定DNA序列中的基因。 2、确定基因功能。
（1）利用同源搜索分析基因功能。 （2）实验分析基因功能。
3、描述基因表达模式：基因表达的时空性
转录组(transcriptome)：指一个细胞内的一套 mRNA转录物，包含了在某一环境条件、某一生命阶 段、某一生理或病理（功能）状态下，生命体的细胞 或组织所表达的基因种类和水平。 蛋白质组(proteome):指一个细胞内的全套蛋白质， 反映了特殊阶段、环境、状态下细胞或组织在翻译水 平的蛋白质表达谱。
三、基因组学主要研究技术
生物信息学（bioinformatics）
用数理和信息科学的观点、理论和方法研究生命现 象，组织和分析现今呈指数增长的生物学数据的一 门科学。该技术主要由数据库、计算机网络和应用 软件组成。
生物芯片（DNA芯片、蛋白质或肽芯片等
二维蛋白质凝胶电泳（ 2-DGE）
飞行质谱
基因组学与医学
GENOMICS AND MEDICINE
第一节 基因组学概念及研究范畴 （The Concept and Research Categories of Genomics）
基因组 基因组学 人类基因组计划
一、基因组学概念
基因组(genome)：泛指一个细胞或一个生物体 的全部遗传信息。在真核生物，基因组是指一套 （单倍体）染色体DNA。 基因组学(genomics)：从基因组水平（分子整 体水平）研究遗传的学科。主要是发展和应用 DNA制图、测序新技术及计算机程序，分析生命 体全部基因组的结构及功能。
第一代DNA多态性标志：
限制性片段长度多态性（RFLPs）、随机引物扩增多态性 (RAPD) 、扩增片段长度多态性(AFLP)
第二代DNA标志：
可变数目串联重复序列（VNTRs；又称小卫星）、短串联 重复序列（STRs；又称微卫星, MS）
第三代DNA标志：单核苷酸多态性(SNP)
2、物理作图（physical mapping）：
一、“基因病” ( Gene Disease)的概念
1、单基因病：是指某种疾病的发生主要由一对等 位基因的一个或两个基因位点存在缺陷而引起， 其遗传方式遵循孟德尔遗传规律。 2、多基因病：这类疾病发病的基因机制理十分复 杂，涉及一个以上的等位基因以及基因与环境因 素的相互作用，又称为多因子疾病。 3、获得性基因病：这类疾病由病原微生物感染引 起，不符合孟德尔遗传规律。
（3）辐射杂交细胞图（RH map） （4）连续克隆系（clone contig）图：是最重要的一种。
序列标签位点(sequence tagged sites, STSs): 在染色体上定位 明确，而且可用PCR扩增的单拷贝序列，通常为200-500bp。
二、大规模测定基因组DNA序列 (Large Scale DNA Sequencing) 1. 基于BAC连续克隆系的测序 2. 全基因组的“鸟枪法”（shotgun）测序 3. cDNA测序 三、DNA序列的生物信息学分析
确定遗传标志间的物理距离，一般用bp/kb/Mb表示。 1cM的遗传距离大致上相当于1Mb的物理距离。
（1）荧光原位杂交图（FISH map） （2）限制性酶切图（restriction map） ：
选用合适的限制性核酸内切酶对基因组DNA或部分基因组DNA进 行酶切，获得以酶切位点为标记的物理图。
人类基因组计划（human genome project, HGP）：一项多国合作的国际研究计划，旨在 阐明人类基因组DNA 3×109bp的序列，发掘所 有人类基因，确定其在染色体上的位置，从而 破译人类的全部遗传信息。HGP还对包括大肠 杆菌、酵母、线虫、果蝇、拟南芥和小鼠等在 内的一系列模式生物体基因组的测序。
（Bioinformatics Analysis of DNA Sequences）
第二节 功能基因组学 （Functional Genomics）
鉴定（注释）基因 分析基因功能 鉴定基因变异 描述基因表达模式 生物信息学
一、概念及特点
1. 概念：利用结构基因组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ提供的信息，以高通量， 大规模实验方法及统计与计算机分析为特征，全面 系统地分析全部基因及其编码蛋白的功能。包括： 生物学功能、细胞学功能、发育学功能等。
第二节 结构基因组学
（Structural Genomics）
物理制图 遗传制图 基因组DNA序列测定 创建计算机分析管理系统
一、人类基因组作图
1、遗传图(genetic mapping)/连锁图(linkage map) 通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率， 确定连锁标志在染色体上的线性排列顺序及其 相对遗传距离 距离单位：厘摩(cM)，1cM表示每次减数分裂的 重组频率为1％
二、基因组学的主要研究内容
结构基因组学（structural genomics）：通 过基因作图、核苷酸序列分析确定基因组成、基 因定位的科学。 功能基因组学（functional genomics）：利 用结构基因组学提供的信息，进行基因和非基因 序列功能的研究。 比较基因组学（comparative genomics）： 比较不同生物间基因和基因组结构的差异，以增 进对基因功能的了解、阐明物种进化关系。
4、基因产物的结构与功能预测 5、人类基因组序列变异性 6、生物信息学
第三节 比较基因组学 (Comparative Genomics)
比较基因组学涉及比较不同物种的整个基 因组，以便深入理解每个基因组的功能和进化 关系。
第四节 基因组学与医学 (Genomics and Medicine)
筛选疾病相关基因 基因检测 药物设计 基因治疗