基因组的结构和功能ppt课件
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功能基因组学课件
《功能基因组学》PPT课件
SAGE 步骤
1. 将5μg含有oligo dT(引物)的磁珠与 RNA混合。
2. 合成双链cDNA。
3. 用NlaⅢ酶消化形成一条链末端有标签 的产物。
4. 将样品分成两份,连接成含有识别序 列的产物,以备用BsmF1消化。
5. 用Mme I切割每一个样品形成约60bp 的标签。
➢ 科学研究已开始进入“后基因组时代”。主要是开展 功能基因组学和蛋白质组学的研究。
➢ 有科学家形象地说道:即使基因测序全部完成,也只 好像是一本没有姓名,只有号码的电话簿。“后基因 组时代”的最终目标,是要把深奥的DNA语言变成一 本大基因百科全书。
《功能基因组学》PPT课件
功能基因组学
功能基因组学,后基因组学(Post genomics): 利用结构基因组学提供的信息和产物 通过在基因组或系统水平上全面分析基因的 功能 生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转 向对多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
特定基因检测 突变检测 多态性分析 基因表达谱
• 生物信息学的工具 • 基因相关性研究 • 基因功能 • 药物设计和开发 • 潜在反义试剂开发 • 个体化医疗 • 身份识别 • 基因诊断 • 其他与生物有关的领域
《功能基因组学》PPT课件
例:肿瘤诊断
国外有一临床病人表现出典型的白血病症状,但形态 学检测不典型,根据相关检查,诊断为AML(acute myeloid leukaemia, 急性骨髓白血病),治疗几个月后未见 好转。后来用DNA芯片与病人骨髓的mRNA杂交,结果显示 AML和ALL(acute lymphoblastic leukaemia 急性成淋巴细胞白 血病)基因都表达较低,而在数据分析中发现,编码原肌球 蛋白的基因表达极高,从而确诊为肺泡弹状肌肉瘤,改变 治疗方案,病情出现缓解。
SAGE 步骤
1. 将5μg含有oligo dT(引物)的磁珠与 RNA混合。
2. 合成双链cDNA。
3. 用NlaⅢ酶消化形成一条链末端有标签 的产物。
4. 将样品分成两份,连接成含有识别序 列的产物,以备用BsmF1消化。
5. 用Mme I切割每一个样品形成约60bp 的标签。
➢ 科学研究已开始进入“后基因组时代”。主要是开展 功能基因组学和蛋白质组学的研究。
➢ 有科学家形象地说道:即使基因测序全部完成,也只 好像是一本没有姓名,只有号码的电话簿。“后基因 组时代”的最终目标,是要把深奥的DNA语言变成一 本大基因百科全书。
《功能基因组学》PPT课件
功能基因组学
功能基因组学,后基因组学(Post genomics): 利用结构基因组学提供的信息和产物 通过在基因组或系统水平上全面分析基因的 功能 生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转 向对多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
特定基因检测 突变检测 多态性分析 基因表达谱
• 生物信息学的工具 • 基因相关性研究 • 基因功能 • 药物设计和开发 • 潜在反义试剂开发 • 个体化医疗 • 身份识别 • 基因诊断 • 其他与生物有关的领域
《功能基因组学》PPT课件
例:肿瘤诊断
国外有一临床病人表现出典型的白血病症状,但形态 学检测不典型,根据相关检查,诊断为AML(acute myeloid leukaemia, 急性骨髓白血病),治疗几个月后未见 好转。后来用DNA芯片与病人骨髓的mRNA杂交,结果显示 AML和ALL(acute lymphoblastic leukaemia 急性成淋巴细胞白 血病)基因都表达较低,而在数据分析中发现,编码原肌球 蛋白的基因表达极高,从而确诊为肺泡弹状肌肉瘤,改变 治疗方案,病情出现缓解。
动物基因组学PPT课件
常用动物模型
小鼠、大鼠、猴子、狗等都是常用的动物模型。
主要成果
通过动物模型研究,科学家们发现了许多与人类疾病和行为特征相关 的基因和机制,为人类生物学和医学研究提供了重要依据。
农业动物基因组学研究
01
农业动物基因组学研究
农业动物基因组学研究旨在通过基因组学手段改良农业动物的遗传性状,
提高其生产性能和健康水平。
疾病诊断与预防
动物基因组学有助于发现与人类疾病相关的基因变异,为疾病的早期诊断和预防提供依据 。
生物治疗
动物基因组学为生物治疗提供了新的手段,例如基因治疗和细胞治疗等,可用于治疗遗传 性疾病和癌症等疾病。
农业领域
品种改良
动物基因组学为农业领域提供了新的育种手段,通过基因编辑和基因转移等技术,可以 快速培育出抗逆性强、产量高、品质优良的动植物新品种。
主要研究对象
虎、狮、豹、过野生动物基因组学研究,科学家们深入了解了野生动 物的生物学特征、进化和保护情况,为野生动物保护和生 态平衡维护提供了重要依据。
04
动物基因组学应用前景
生物医药领域
药物研发
动物基因组学为药物研发提供了新的途径,通过研究动物基因的表达和调控,可以发现新 的药物靶点,提高药物研发的效率和成功率。
现状
目前,动物基因组学的研究已经取得了丰硕的成果,包括多种动物的基因组测序 和解析,以及基于基因组学的动物功能基因研究和应用探索。同时,随着新一代 测序技术和计算生物学的发展,动物基因组学的研究将更加深入和广泛。
02
动物基因组学基础知识
基因与基因组
01
02
03
基因
遗传信息的最小功能单位, 负责编码蛋白质或RNA分 子。
表观遗传学
小鼠、大鼠、猴子、狗等都是常用的动物模型。
主要成果
通过动物模型研究,科学家们发现了许多与人类疾病和行为特征相关 的基因和机制,为人类生物学和医学研究提供了重要依据。
农业动物基因组学研究
01
农业动物基因组学研究
农业动物基因组学研究旨在通过基因组学手段改良农业动物的遗传性状,
提高其生产性能和健康水平。
疾病诊断与预防
动物基因组学有助于发现与人类疾病相关的基因变异,为疾病的早期诊断和预防提供依据 。
生物治疗
动物基因组学为生物治疗提供了新的手段,例如基因治疗和细胞治疗等,可用于治疗遗传 性疾病和癌症等疾病。
农业领域
品种改良
动物基因组学为农业领域提供了新的育种手段,通过基因编辑和基因转移等技术,可以 快速培育出抗逆性强、产量高、品质优良的动植物新品种。
主要研究对象
虎、狮、豹、过野生动物基因组学研究,科学家们深入了解了野生动 物的生物学特征、进化和保护情况,为野生动物保护和生 态平衡维护提供了重要依据。
04
动物基因组学应用前景
生物医药领域
药物研发
动物基因组学为药物研发提供了新的途径,通过研究动物基因的表达和调控,可以发现新 的药物靶点,提高药物研发的效率和成功率。
现状
目前,动物基因组学的研究已经取得了丰硕的成果,包括多种动物的基因组测序 和解析,以及基于基因组学的动物功能基因研究和应用探索。同时,随着新一代 测序技术和计算生物学的发展,动物基因组学的研究将更加深入和广泛。
02
动物基因组学基础知识
基因与基因组
01
02
03
基因
遗传信息的最小功能单位, 负责编码蛋白质或RNA分 子。
表观遗传学
基因组学PPT课件
9
人类基因组计划的背景-----基因组计划最早始于美国
初衷1945年原子弹事件
1984年12月犹他大学魏特受美国能源部的委托,美国能源部
的广岛之争:突变率调查
资助召开的环境诱变物和致癌物的防护的会议上,
讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组
1985年6月,美国加州的会议上, DNA序列的意义,第一次提出测定人体基因和全部DNA序列,
1990年10月1日正式启动实施
目标:完成对人的基因组的30亿个核苷酸对的 全部序列测定工作,阐明人体中全部基因的位置、 功能、结构、表达调控方、德、日、中六国科学家的共同努力下, 2000年6月26日, 国际人类基因组计划与塞莱拉公司联合发布“人类基因组工作草图”。 2001年2月12日 两大科研小组联合发布人类基因组图谱及“基本信息”。宣告人类基因组计划基本完成。10
人类基因组计划是与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划一样伟大宏伟。
人类基因组计划的研究内容
美国的人类基因组计划总体规划是: 拟在15年内至少投入30亿美元,进行对人类全基因组的
分析。 1993年作了修订,其主要内容包括: 人类基因组的基因图构建与序列分析; 人类基因的鉴定; 基因组研究技术的建立; 人类基因组研究的模式生物; 信息系统的建立。 人类基因组研究的社会、法律与伦理问题, 交叉学科的技术训练, 技术的转让, 研究计划的外延等共9方面的内容。
美国能源部正式提出了展开人类
并检测所有的突变,计算真实的突变率。
基因组测序工作,形成了能源部 的“人类基因组计划”初步草案。
1986年6月,新墨西哥州冷泉港吉尔伯特及伯格主持的讨论会上, 进行了可行性讨论。美能源部宣布实施草案。意裔美肿瘤分子生
1987年,美国国家医学研究 院和能源部联合提出了这一 宏伟计划,即HGP),先期
人类基因组计划的背景-----基因组计划最早始于美国
初衷1945年原子弹事件
1984年12月犹他大学魏特受美国能源部的委托,美国能源部
的广岛之争:突变率调查
资助召开的环境诱变物和致癌物的防护的会议上,
讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组
1985年6月,美国加州的会议上, DNA序列的意义,第一次提出测定人体基因和全部DNA序列,
1990年10月1日正式启动实施
目标:完成对人的基因组的30亿个核苷酸对的 全部序列测定工作,阐明人体中全部基因的位置、 功能、结构、表达调控方、德、日、中六国科学家的共同努力下, 2000年6月26日, 国际人类基因组计划与塞莱拉公司联合发布“人类基因组工作草图”。 2001年2月12日 两大科研小组联合发布人类基因组图谱及“基本信息”。宣告人类基因组计划基本完成。10
人类基因组计划是与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划一样伟大宏伟。
人类基因组计划的研究内容
美国的人类基因组计划总体规划是: 拟在15年内至少投入30亿美元,进行对人类全基因组的
分析。 1993年作了修订,其主要内容包括: 人类基因组的基因图构建与序列分析; 人类基因的鉴定; 基因组研究技术的建立; 人类基因组研究的模式生物; 信息系统的建立。 人类基因组研究的社会、法律与伦理问题, 交叉学科的技术训练, 技术的转让, 研究计划的外延等共9方面的内容。
美国能源部正式提出了展开人类
并检测所有的突变,计算真实的突变率。
基因组测序工作,形成了能源部 的“人类基因组计划”初步草案。
1986年6月,新墨西哥州冷泉港吉尔伯特及伯格主持的讨论会上, 进行了可行性讨论。美能源部宣布实施草案。意裔美肿瘤分子生
1987年,美国国家医学研究 院和能源部联合提出了这一 宏伟计划,即HGP),先期
大学课程生物化学真核基因与基因组课件
目录
基因的功能
➢ 利用碱基的不同排列荷载遗传信息。 ➢ 通过复制将遗传信息稳定、忠实地遗传给子代
细胞,在这一过程中为适应环境变化,可能会 发生基因突变。 ➢ 作为基因表达(gene expression)的模板,使 其所携带的遗传信息通过各种RNA和蛋白质在 细胞内有序合成而表现出来。
目录
与基因功能相关的结构
目录
本章重点
➢掌握概念:基因、基因组、断裂基因、顺式作 用元件、外显子、内含子
➢掌握真核基因基本结构 ➢熟悉真核基因结构特点
目录
基因(gene):编码蛋白质或RNA等具有特 定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。
➢ 除了某些以RNA为基因组的RNA病毒外,基因 通常是指染色体或基因组的一段DNA序列。
编码序列,编码蛋白质或RNA 非编码序列,包括编码区两侧的调控 序列和编码序列间的间隔序列。
目录
真核基因结构
真核基因结构不连续,为断裂基因(split gene)。
外显子(exon);在基因序列中,出现在成熟mRNA分子上的序列。 内含子(intron):外显子之间、与mRNA剪接过程中被删除部分相对 应的间隔序列。
目录
二、真核基因组中存在大量重复序列
高度重复序列(highly repetitive sequence) 中度重复序列(moderately repetitive sequence) 单拷贝序列(single copy sequence)或低度重复序列
目录
(一)高度重复序列
重复频率可达106以上,不编码蛋白质或RNA。 分类:
第三篇
遗传信息的传递
目录
本篇学习内容
真核基因与基因组 DNA的生物合成 DNA的损伤和修复 RNA的生物合成 蛋白质的生物合成 基因表达调控 细胞信号转导
基因的功能
➢ 利用碱基的不同排列荷载遗传信息。 ➢ 通过复制将遗传信息稳定、忠实地遗传给子代
细胞,在这一过程中为适应环境变化,可能会 发生基因突变。 ➢ 作为基因表达(gene expression)的模板,使 其所携带的遗传信息通过各种RNA和蛋白质在 细胞内有序合成而表现出来。
目录
与基因功能相关的结构
目录
本章重点
➢掌握概念:基因、基因组、断裂基因、顺式作 用元件、外显子、内含子
➢掌握真核基因基本结构 ➢熟悉真核基因结构特点
目录
基因(gene):编码蛋白质或RNA等具有特 定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。
➢ 除了某些以RNA为基因组的RNA病毒外,基因 通常是指染色体或基因组的一段DNA序列。
编码序列,编码蛋白质或RNA 非编码序列,包括编码区两侧的调控 序列和编码序列间的间隔序列。
目录
真核基因结构
真核基因结构不连续,为断裂基因(split gene)。
外显子(exon);在基因序列中,出现在成熟mRNA分子上的序列。 内含子(intron):外显子之间、与mRNA剪接过程中被删除部分相对 应的间隔序列。
目录
二、真核基因组中存在大量重复序列
高度重复序列(highly repetitive sequence) 中度重复序列(moderately repetitive sequence) 单拷贝序列(single copy sequence)或低度重复序列
目录
(一)高度重复序列
重复频率可达106以上,不编码蛋白质或RNA。 分类:
第三篇
遗传信息的传递
目录
本篇学习内容
真核基因与基因组 DNA的生物合成 DNA的损伤和修复 RNA的生物合成 蛋白质的生物合成 基因表达调控 细胞信号转导
第三章--基因与基因组的结构PPT课件
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4
③近20年来,由于重组DNA技术的完善和应 用,人们已经改变了从表型到基因型的传统 研究基因的途径,而能够直接从克隆目的基 因出发,研究基因的功能及其与表型之间的 关系,使基因的研究进入了反向生物学阶段。
-
5
• 反向生物学:指利用重组DNA技术和离体 定向诱变的方法研究已知结构的基因相应的 功能,在体外使基因突变,再导入体内,检 测突变的遗传效应即表型的过程。
• 例如,对于大肠杆菌和其他细菌,用三个小写
字母表示一个操纵子,接着的大写字母表示不
同基因座,lac 操纵子的基因座:lacZ,lacY, lacA;其表达产物蛋白质则是lacZ,lacY,
lacA。
-
37
• 3.质粒和其他染色体外成分的命名 • 自然产生的质粒,用三个正体字母表示,第—
个字母大写,例如:ColEⅠ;
血破裂而使血红蛋白计数减少,造成贫血。
• 其本质是其血红蛋白的β-链与正常野生型
β-链之间的第6位氨基酸,由Val取代了 Glu所致。
-
32
• 这种贫血病是由基因突变造成的一种分子病,
除溶血后发生贫血外,还会堵塞血管形成栓塞, 从而伤及多种器官。
• 它的纯合子(通过单倍体形成的纯系双倍体)患
者在童年就夭折。
-
40
• 6.线虫基因的命名
• 用三个小写斜体字母表示突变表型,如存
在不止一个基因座,则在连字符后用数字
表示,如基因unc-86,ced-9;蛋白UNC-
86;CED-9。
-
41
• 7.植物基因的命名
• 多数用1~3个小写英文斜体字母表示。
-
42
• 8.脊椎动物基因的命名
基因组学ppt课件
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6
染色体带型命名
人类染色体带型最早确定的命名方式是从着丝粒向两侧按数字编号, 短臂以p代表 (p=petit),长臂以q代表. 短臂和长臂又可进一步分区,每个区又分为数个亚区, 亚区又可划分为不同的区带,有的区带又可细分为区亚带。
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7
人类染色体核型
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8
四、基因组的结构成分
1) SAR和MAR 2) CpG岛 3) 等高线
5) MAR或SAR之间的距离平均为30 kb, 染色体DNA环突
长约25-600 kb, 因此并非所有MAR或SAR均与基质或
骨架结合. 或这说MAR(或SAR)与基质或骨架结合的
位置是动态的, 不固定的.
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11
SAR和MAR的应用
由于发现许多功能基因的两侧含有SAR或 MAR的结构,并证实SAR和MAR具有阻止 异染色质位置效应和隔离相邻基因彼此干 扰的功能, 因此为了提高转基因的表达水平, 在构建表达载体时可在基因两侧安装SAR 或MAR顺序, 以减少转基因沉默效应.
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12
MAR
的 分 离
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13
(2)什么是CpG岛
满足CpG岛的条件为: 1. 连续200 bp的DNA顺序(已修改为500 bp); 2. C+G含量大于50%(已修改为55%); 3. 观测到的CpG双碱基数目与预期的数目
之比大于0.6(已修改为0.65).
(Gardiner-Garden, J.Mol.Bio., 196:261, 1987; Proc Natl Acad Sci USA 99:3740-3745, 2002 )
第6章 真核生物基因组解剖
编辑课件
研究生基因组学PPT课件
研究生基因组学PPT课件
目 录
• 基因组学概述 • 基因组学基础知识 • 基因组学研究方法 • 基因组学在医学中的应用 • 基因组学在农业中的应用 • 基因组学的伦理、法律与社会问题
01
基因组学概述
基因组学的定义与特点
总结词
基因组学的定义、特点与研究对象
详细描述
基因组学是一门研究生物体基因组的学科,其研究对象包括基因组的组成、结构、功能和演化等方面的内容。基 因组学具有系统性、整体性和复杂性等特点,其研究范围涵盖了基因组的结构、功能、进化以及基因组与环境之 间的相互作用等多个方面。
研究作物耐盐碱的基因基础,有助于 培育出能在盐碱地生长的作物品种, 扩大可耕地面积,提高农业生产效益。
抗病性基因
发掘和利用作物的抗病性基因资源, 可以培育出抗病性更强的品种,减少 农药使用,降低生产成本,同时保障 食品安全。
转基因技术与作物改良
转基因技术原理
转基因技术是一种将外源基因导入到生物体基因组中的技术,通 过该技术可以改良作物的性状和产量。
息被滥用或泄露。
基因歧视与公平性问题
基因歧视的问题
基因检测可以揭示个体的遗传疾病风险,这可能会引发 就业、保险等方面的歧视问题。政府应该制定相关法律 和政策,禁止基于基因信息的歧视行为。
公平获取基因技术的机会
虽然基因技术可以带来巨大的益处,但并不是每个人都 能公平地获得这些技术。政府和社会应该采取措施,确 保所有人都能公平地获得基因检测和治疗的机会。
基因表达与调控
基因表达
是指基因经过转录和翻译,将遗传信息转化为蛋白质或RNA分子的过程。
基因调控
是指对基因表达的调节和控制,以确保生物体在生长发育和应对环境变化时能够做Байду номын сангаас适当的反应。
目 录
• 基因组学概述 • 基因组学基础知识 • 基因组学研究方法 • 基因组学在医学中的应用 • 基因组学在农业中的应用 • 基因组学的伦理、法律与社会问题
01
基因组学概述
基因组学的定义与特点
总结词
基因组学的定义、特点与研究对象
详细描述
基因组学是一门研究生物体基因组的学科,其研究对象包括基因组的组成、结构、功能和演化等方面的内容。基 因组学具有系统性、整体性和复杂性等特点,其研究范围涵盖了基因组的结构、功能、进化以及基因组与环境之 间的相互作用等多个方面。
研究作物耐盐碱的基因基础,有助于 培育出能在盐碱地生长的作物品种, 扩大可耕地面积,提高农业生产效益。
抗病性基因
发掘和利用作物的抗病性基因资源, 可以培育出抗病性更强的品种,减少 农药使用,降低生产成本,同时保障 食品安全。
转基因技术与作物改良
转基因技术原理
转基因技术是一种将外源基因导入到生物体基因组中的技术,通 过该技术可以改良作物的性状和产量。
息被滥用或泄露。
基因歧视与公平性问题
基因歧视的问题
基因检测可以揭示个体的遗传疾病风险,这可能会引发 就业、保险等方面的歧视问题。政府应该制定相关法律 和政策,禁止基于基因信息的歧视行为。
公平获取基因技术的机会
虽然基因技术可以带来巨大的益处,但并不是每个人都 能公平地获得这些技术。政府和社会应该采取措施,确 保所有人都能公平地获得基因检测和治疗的机会。
基因表达与调控
基因表达
是指基因经过转录和翻译,将遗传信息转化为蛋白质或RNA分子的过程。
基因调控
是指对基因表达的调节和控制,以确保生物体在生长发育和应对环境变化时能够做Байду номын сангаас适当的反应。
功能基因组学及其研究方法ppt课件
ppt课件.
4
ppt课件.
5
基因组学包括2-3个亚领域
亚领域
内容
结构基因组学 整个基因组的遗传制图、物理 制图、DNA测序;
功能基因组学 认识、分析整个基因组所包含 的基因、非基因序列及其功能;
蛋白质组学 研究细胞内蛋白质的组成及其活 动规律。
ppt课件.
6
结构基因组学
结构基因组学
结构基因组学,顾名思义,就是研究生物基因组 结构的科学。它是基因组研究的第一阶段的工作, 建立功能基因组学的基础。其主要目标是绘制生 物的遗传图(genetic map)、物理图(physical map)、转录图(transcript map)和序列图 (sequence map)。
专用技术: 1,SAGE分析 2,生物芯片技术(基因芯片,细胞芯片,组织
芯片) 3,其它
ppt课件.
30
Serial Analysis of Gene Expression (SAGE)
Serial Analysis of Gene Expression (SAGE) 用于定量地、平行地分析大量的转录本。若要知道一
☺同源分析和检索,包括DNA数据库、 EST数据库、STS数据库、Unigene数 据库、Swissprot数据库等。
ppt课件.
21
蛋白质的数据分析 蛋白质一级结构分析:
结构特点分析,包括等电点、信号肽、穿膜 区、DNA结合序列等同源分析和检索,包括Nr数 据库、Swissprot 数据库等功能区分析,包括 Prosite、Emotif、Identify分析等。
ppt课件.
16
根据序列分析搜寻基因
☺ 查找开放阅读框(open reading frame, ORF) ☺ 开放阅读框都有一个起始密码子,ATG,还要有
基因组的结构和功能
一旦离开宿主就无法复制和扩增。但质粒对宿
主细胞的生存不是必需的,宿主细胞丢失了质
粒依旧能够存活。
质粒所携带的遗传信息能够赋予细菌特定的
遗传性状,能把外源基因(目的基因)送到
宿主细胞中去克隆扩增或克隆表达。因此质
粒是基因工程的重要载体(vector)。
三、转座元件
转座元件(transposable element)/转座子 (transposon)是指能够在DNA分子内部或DNA 分子之间移动的DNA片段或基因。 它们从基因组的一个部位直接转移到另一个部 位,这个过程称为转座(transposition)。
分离出来。
人类基因组中可分离出三类卫星DNA ,共占
人类基因组的5 ~ 6%:
① 大卫星DNA(macrosatellite DNA):
其重复单位为 5~171 bp ,主要分布于染色
体的着丝粒区。
② 小卫星DNA(minisatellite DNA):
其重复单位为 15~70 bp ,存在于常染色体。
野野 鸟鸟 啼啼 时时 有有 思思
重叠基因(overlapping gene)即同一段DNA
片段能够以两种或两种以上的阅读方式进行阅
读,因而可编码两种或两种以上的多肽。
按重叠方式不同,可分为完全重叠和部分重叠
噬菌体×174的重叠基因
逆转录病毒
逆转录病毒是属于RNA病毒的一个大科。
所有逆转录病毒的共同特点是能够携带或编码 合成逆转录酶。
Alec J.Jeffreys和历史上第一张DNA指纹图谱
1802年的一副杰斐逊和莎莉的讽刺画像
(二)中度重复序列: 中度重复序列是指在基因组中重复数十次
至数万次的部分,其复性速度快于单拷贝
主细胞的生存不是必需的,宿主细胞丢失了质
粒依旧能够存活。
质粒所携带的遗传信息能够赋予细菌特定的
遗传性状,能把外源基因(目的基因)送到
宿主细胞中去克隆扩增或克隆表达。因此质
粒是基因工程的重要载体(vector)。
三、转座元件
转座元件(transposable element)/转座子 (transposon)是指能够在DNA分子内部或DNA 分子之间移动的DNA片段或基因。 它们从基因组的一个部位直接转移到另一个部 位,这个过程称为转座(transposition)。
分离出来。
人类基因组中可分离出三类卫星DNA ,共占
人类基因组的5 ~ 6%:
① 大卫星DNA(macrosatellite DNA):
其重复单位为 5~171 bp ,主要分布于染色
体的着丝粒区。
② 小卫星DNA(minisatellite DNA):
其重复单位为 15~70 bp ,存在于常染色体。
野野 鸟鸟 啼啼 时时 有有 思思
重叠基因(overlapping gene)即同一段DNA
片段能够以两种或两种以上的阅读方式进行阅
读,因而可编码两种或两种以上的多肽。
按重叠方式不同,可分为完全重叠和部分重叠
噬菌体×174的重叠基因
逆转录病毒
逆转录病毒是属于RNA病毒的一个大科。
所有逆转录病毒的共同特点是能够携带或编码 合成逆转录酶。
Alec J.Jeffreys和历史上第一张DNA指纹图谱
1802年的一副杰斐逊和莎莉的讽刺画像
(二)中度重复序列: 中度重复序列是指在基因组中重复数十次
至数万次的部分,其复性速度快于单拷贝
《基因组学》PPT课件
第十章 基因组学 (Genomics)
ppt课件
1
Structural Genomics 结构基因组学 Functional Genomics 功能基因组学
Transcriptomics 转录物组学 Proteomics 蛋白质组学
ppt课件
2
第一节 真核生物基因组组成
Organization of Eukaryotic Genome
ppt课件
16
1. Genetic map 遗传图
The map in which mutant alleles or DNA markers are assigned relative positions along a chromosome on the basis of the recombination frequencies between them
Tetrahymena, GGGGTT Human, GGGATT Telomere-associated sequences: is repetitive and is found both adjacent to and within the telomere. The sequences vary among organisms.
ppt课件
5
Highly repetitive sequences 高度重复序列 5~300bp , 105 copies
Middle-repetitive sequences 中度重复序列 10~1000 copies
Unique sequences 单拷贝序列
ppt课件
6
▪ Gene family(基因家族): a set of genes in one genome all descended from the same ancestral gene.
ppt课件
1
Structural Genomics 结构基因组学 Functional Genomics 功能基因组学
Transcriptomics 转录物组学 Proteomics 蛋白质组学
ppt课件
2
第一节 真核生物基因组组成
Organization of Eukaryotic Genome
ppt课件
16
1. Genetic map 遗传图
The map in which mutant alleles or DNA markers are assigned relative positions along a chromosome on the basis of the recombination frequencies between them
Tetrahymena, GGGGTT Human, GGGATT Telomere-associated sequences: is repetitive and is found both adjacent to and within the telomere. The sequences vary among organisms.
ppt课件
5
Highly repetitive sequences 高度重复序列 5~300bp , 105 copies
Middle-repetitive sequences 中度重复序列 10~1000 copies
Unique sequences 单拷贝序列
ppt课件
6
▪ Gene family(基因家族): a set of genes in one genome all descended from the same ancestral gene.
分子生物学--基因与基因组课件
2、物理图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ:
以特异DNA序列为界标所展示的染色体图,它能反映生物 基因组中基因或标记间的实际距离,图上界标之间的距离是以 物理长度即核苷酸对数如bp、kb、Mb等来表示的。这些特 定的DNA序列可以是多态的,如RFLPs,但主要是非多态的如 STS、STR、EST和特定的基因序列等。
作图的基本方法:
1、家系分析定位
通过分析、统计家系中有关性状的连锁 情况和重组率而进行基因定位的方法。
有用的遗传标记: 取材方便 按孟德尔方式遗传 多态性标记位点
多态性:在一个群体中,某遗传特性存在若干种类型。
家
系性
分连
析
锁 分
定析
位
外祖父法
深绿代表红绿色盲患者,浅绿代表红 绿色盲基因携带者,黄色代表正常
家常
细胞融合技术
体
鼠细胞
人细胞
细
胞
杂
交
定
位
含全套鼠染色体 , 人 1号染色体,肽酶C
3、核酸分子杂交定位
• 应用已知的核酸探针与待定位的DNA序列进行杂交 对基因进行定位的方法 •具有互补序列两条单链核酸分子在一定条件下 按碱基互补配对原则退火形成双链的过程。 • 杂交的双方是待定位的核酸和已知核酸序列,已知 核酸序列称探针。
5’、、、AGCCGACTATGTCGAAGCTT、、、、、、 GCTTGACTATAAGACA、、、3’
3‘、、、TCGGCTGATACAGCTTCTAA、、、、、、 CGAACTGATATTCTGT、、、5‘
转录调控区
贮存RNA或蛋白质结构信息区 转录终止区
原核基因的结构特点
真核基因的结构特点
(二)基因作图的方法:
1、遗传图谱:
基因的结构和功能PPT课件
基因与生物性状物体 的性状。
02 基因的表达水平可以影响生物体的表现型,如身 高、肤色、眼睛颜色等。
03 基因与环境因素的相互作用也可以影响生物体的 表现型,如饮食习惯、运动习惯等。
05
基因工程和基因编辑
基因工程的定义和应用
基因工程的定义
基因工程是一种通过人工操作和 改变生物体的遗传物质来改变其 性状的技术。
基因工程的应用
基因工程在农业、医学、工业和 基础生物学研究中有着广泛的应 用,例如转基因作物、基因治疗 、基因检测和基因克隆等。
基因编辑技术及其应用
基因编辑技术的定义
基因编辑技术是一种能够精确地修改生物体基因组的工具,包括CRISPR-Cas9、 ZFNs和TALENs等。
基因编辑技术的应用
基因编辑技术被广泛应用于基础生物学研究、疾病治疗、作物改良和动物育种 等领域,例如用于治疗遗传性疾病、抗病抗虫作物的培育以及动物模型的构建 等。
DNA的分子结构
双螺旋结构
DNA由两条反向平行的链 组成,通过碱基配对形成 双螺旋结构。
碱基配对
A与T配对,G与C配对, 形成稳定的碱基对。
方向性
DNA的两条链方向相反, 一条链是5'到3'方向,另 一条链是3'到5'方向。
基因的组成和结构
基因定义
基因是遗传信息的基本单位,负责编码蛋白质或多肽。
基因结构
基因由编码区和非编码区组成。编码区包含有意义的核苷酸序列,负 责转录和翻译为蛋白质或多肽。非编码区则调控基因的表达。
基因复制
DNA复制是半保留复制,即亲代DNA的每一条链作为模板合成子代 DNA的一条链。
基因突变
基因突变是指基因序列的改变,可能导致遗传信息的改变,从而影响 生物体的表型。
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基因组(genome)是指生物体中一套完整的 遗传物质的总和。 基因组的结构是指具有一定生物学功能的片段 在核酸分子上的分布与排列情况。 基因组的功能是贮存和表达遗传信息。
ppt课件.
1
第一节 真核生物基因组的 结构与功能
Section 1 Structure and Function of Eukaryotic Genome
度重复序列和单拷贝序列三大类。
ppt课件.
5
(一)高度重复序列:
Ø 高度重复序列在基因组中重复频率高,可 达106次,因此复性速度很快。高度重复序 列在基因组中所占比例随种属而异,一般 在10~60%范围内。
Ø 人的高度重复序列约占整个基因组的20% 左右。
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6
Ø高度重复序列按其结构特点可分为三种: 1. 反向重复序列(inverted repeats):
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24
真核生物基因组中的重复序列
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25
二、多基因家族与假基因
多基因家族(multigene family)——指DNA 序列具有较高的同源性(通常大于50%),并 且其编码产物具有相同或相似生理功能的一组 结构基因。
多基因家族中的基因通常是由同一祖先基因经
进化或变异而来。
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Ø 是由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA 双链上反向排列而成。
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7
反向重复序列的两种形式
发卡结构
ppt课件.
8
回文结构
画上荷花和尚画 书临汉字翰林书
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9
2. 卫星DNA(satellite DNA) : Ø 卫星DNA的重复单位一般由2~70 bp组成, 成串排列。 Ø 卫星DNA占基因组的比例随种属而异,在 0.5~31% 范围内。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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10
Ø卫 星 DNA 的 碱 基 组 成不同于其它部分, 故可用等密度梯度 离心法从基因组中 分离出来。
ppt课件.
11
Ø 人类基因组中可分离出三类卫星DNA ,共占 人类基因组的5 ~ 6%:
① 大卫星DNA(macrosatellite DNA): n 其重复单位为5~171 bp,主要分布于染色 体的着丝粒区。
Ø限制性内切酶Alu的切点为(AG CT),将其切成 130bp和170bp的两段。
ppt课件.
21
ØAlu 家 族 的 功 能 是 多 方 面 的 , 可 能 参 与 hnRNA 的 加 工 与 成 熟 , 也 与 遗 传 重 组 及 染 色体不稳定性有关。最近研究表明,Alu顺 序可能具有转录调节作用。
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19
Ø真核基因组中,中度重复序列主要包括短散在 核元件(short interspersed nuclear elements, SINEs)和长散在核元件(long interspersed nuclear elements,LINEs)。
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20
Ø典型的短散在核元件(SINEs)是灵长类所特 有的Alu重复序列家族,因在其序列中存在限 制酶Alu的切点而得名。
1802年的一副杰斐逊和莎莉的讽刺画像
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16
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17
(二)中度重复序列: Ø 中度重复序列是指在基因组中重复数十次 至数万次的部分,其复性速度快于单拷贝 序列,但慢于高度重复序列。
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18
Ø中 度 重 复 序 列 中 有 一 部 分 是 编 码 rRNA 、 tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因,另 一部分可能与基因调控有关。
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22
Ø典型的长散在核元件(LINEs)是KpnⅠ重复 序列家族,因在其序列中存在限制酶KpnⅠ的 切点而得名。
ØKpnⅠ家族的重复单位一般为6 ~ 7 kb或更长,
其两侧也各有一段正向重复序列,功能上与Alu
家族相似。
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23
(三)单拷贝序列: Ø 单拷贝序列在基因组中只出现一次或几次, 因此复性速度很慢。 Ø 单拷贝序列属于结构基因,它储存了巨大 的遗传信息,编码各种功能不同的蛋白质。
➢ STR分析法已经成为法医学领域个体识别和 亲权鉴定的重要分析方法,可应用于司法案 件调查,也就是遗传指纹分析。
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14
15-year old Lynda Mann
15-year old Dawn Ashworth
Alec J.Jeffreys和历史上第一张DNA指纹图谱
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15
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2
真核生物基因组的特点
1. 真核生物基因组都是由大分子双链线状DNA 构成。染色体通常成对出现(双倍体)。
2. 基因组非常庞大,结构非常复杂,有多个复 制起始位点。
ppt课件.
3
3. 基因组中存在大量的重复序列以及非编码序 列。真核生物基因组内非编码序列占90%以 上,是与细菌、病毒的重要区别,在一定程 度上也是生物进化的标尺。
② 小卫星DNA(minisatellite DNA): n 其重复单位为15~70 bp,存在于常染色体。
ppt课件.
12
③ 微卫星DNA/短串联重复序列(microsatellite DNA/short tandem repeat, STR):
n 其重复单位为2~5 bp,存在于常染色体,常见 于内含子中。
n 人类基因组DNA中平均每6~10kb就有一个
STR位点 。不同个体之间在一个同源STR位点
的重复次数不同。 由于重复单位及重复次数不
同,使其在不同种族,不同人群之间的分布具
有很大差异性,构成了STR遗传多态性。
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13
➢ 同一种属中不同个体的高度重复顺序的重复 次数不一样,这可以作为每一个体的特征, 即DNA指纹 。
26
多基因家族可分为两类: 1. 基因家族成簇地分布在同一染色体上并同时
进行转录,如组蛋白基因家族;
chromosome 7
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27
2. 基因家族成簇地分布于不同的染色体上并分 别进行转录,且不同基因编码的蛋白质在功 能上相关,如珠蛋白基因家族。
4. 真核生物基因组中也存在一些可移动的DNA
序列(转座元件)。
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4
一、真核生物基因组中重复序列的结构与功能
真核生物基因组中通常存在大量的重复序列,
可占整个基因组DNA的90%以上。
采用复性动力学方法来研究真核生物基因组
时,可按其复性速度的快慢或出现频率的高
低,将这些重复序列分为高度重复序列,中
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第一节 真核生物基因组的 结构与功能
Section 1 Structure and Function of Eukaryotic Genome
度重复序列和单拷贝序列三大类。
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(一)高度重复序列:
Ø 高度重复序列在基因组中重复频率高,可 达106次,因此复性速度很快。高度重复序 列在基因组中所占比例随种属而异,一般 在10~60%范围内。
Ø 人的高度重复序列约占整个基因组的20% 左右。
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Ø高度重复序列按其结构特点可分为三种: 1. 反向重复序列(inverted repeats):
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真核生物基因组中的重复序列
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二、多基因家族与假基因
多基因家族(multigene family)——指DNA 序列具有较高的同源性(通常大于50%),并 且其编码产物具有相同或相似生理功能的一组 结构基因。
多基因家族中的基因通常是由同一祖先基因经
进化或变异而来。
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Ø 是由两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA 双链上反向排列而成。
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反向重复序列的两种形式
发卡结构
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回文结构
画上荷花和尚画 书临汉字翰林书
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2. 卫星DNA(satellite DNA) : Ø 卫星DNA的重复单位一般由2~70 bp组成, 成串排列。 Ø 卫星DNA占基因组的比例随种属而异,在 0.5~31% 范围内。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ppt课件.
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Ø卫 星 DNA 的 碱 基 组 成不同于其它部分, 故可用等密度梯度 离心法从基因组中 分离出来。
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Ø 人类基因组中可分离出三类卫星DNA ,共占 人类基因组的5 ~ 6%:
① 大卫星DNA(macrosatellite DNA): n 其重复单位为5~171 bp,主要分布于染色 体的着丝粒区。
Ø限制性内切酶Alu的切点为(AG CT),将其切成 130bp和170bp的两段。
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ØAlu 家 族 的 功 能 是 多 方 面 的 , 可 能 参 与 hnRNA 的 加 工 与 成 熟 , 也 与 遗 传 重 组 及 染 色体不稳定性有关。最近研究表明,Alu顺 序可能具有转录调节作用。
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Ø真核基因组中,中度重复序列主要包括短散在 核元件(short interspersed nuclear elements, SINEs)和长散在核元件(long interspersed nuclear elements,LINEs)。
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Ø典型的短散在核元件(SINEs)是灵长类所特 有的Alu重复序列家族,因在其序列中存在限 制酶Alu的切点而得名。
1802年的一副杰斐逊和莎莉的讽刺画像
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(二)中度重复序列: Ø 中度重复序列是指在基因组中重复数十次 至数万次的部分,其复性速度快于单拷贝 序列,但慢于高度重复序列。
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18
Ø中 度 重 复 序 列 中 有 一 部 分 是 编 码 rRNA 、 tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因,另 一部分可能与基因调控有关。
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Ø典型的长散在核元件(LINEs)是KpnⅠ重复 序列家族,因在其序列中存在限制酶KpnⅠ的 切点而得名。
ØKpnⅠ家族的重复单位一般为6 ~ 7 kb或更长,
其两侧也各有一段正向重复序列,功能上与Alu
家族相似。
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(三)单拷贝序列: Ø 单拷贝序列在基因组中只出现一次或几次, 因此复性速度很慢。 Ø 单拷贝序列属于结构基因,它储存了巨大 的遗传信息,编码各种功能不同的蛋白质。
➢ STR分析法已经成为法医学领域个体识别和 亲权鉴定的重要分析方法,可应用于司法案 件调查,也就是遗传指纹分析。
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15-year old Lynda Mann
15-year old Dawn Ashworth
Alec J.Jeffreys和历史上第一张DNA指纹图谱
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真核生物基因组的特点
1. 真核生物基因组都是由大分子双链线状DNA 构成。染色体通常成对出现(双倍体)。
2. 基因组非常庞大,结构非常复杂,有多个复 制起始位点。
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3. 基因组中存在大量的重复序列以及非编码序 列。真核生物基因组内非编码序列占90%以 上,是与细菌、病毒的重要区别,在一定程 度上也是生物进化的标尺。
② 小卫星DNA(minisatellite DNA): n 其重复单位为15~70 bp,存在于常染色体。
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③ 微卫星DNA/短串联重复序列(microsatellite DNA/short tandem repeat, STR):
n 其重复单位为2~5 bp,存在于常染色体,常见 于内含子中。
n 人类基因组DNA中平均每6~10kb就有一个
STR位点 。不同个体之间在一个同源STR位点
的重复次数不同。 由于重复单位及重复次数不
同,使其在不同种族,不同人群之间的分布具
有很大差异性,构成了STR遗传多态性。
ppt课件.
13
➢ 同一种属中不同个体的高度重复顺序的重复 次数不一样,这可以作为每一个体的特征, 即DNA指纹 。
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多基因家族可分为两类: 1. 基因家族成簇地分布在同一染色体上并同时
进行转录,如组蛋白基因家族;
chromosome 7
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2. 基因家族成簇地分布于不同的染色体上并分 别进行转录,且不同基因编码的蛋白质在功 能上相关,如珠蛋白基因家族。
4. 真核生物基因组中也存在一些可移动的DNA
序列(转座元件)。
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一、真核生物基因组中重复序列的结构与功能
真核生物基因组中通常存在大量的重复序列,
可占整个基因组DNA的90%以上。
采用复性动力学方法来研究真核生物基因组
时,可按其复性速度的快慢或出现频率的高
低,将这些重复序列分为高度重复序列,中