转录组学与蛋白质组学的研究

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（ ）
质组与
质组学
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蛋白质组(Proteome)：细胞 ： 蛋白质组 内那些决定细胞所能进行生化反应 性质的所有蛋白质组成成分。（这 性质的所有蛋白质组成成分。（这 。（ 些蛋白质是通过翻译那些组成转录 组的mRNA分子而合成的。） 分子而合成的。） 组的 分子而合成的 蛋白质组学(proteomics)： ： 蛋白质组学 是在蛋白质水平上定量、动态、 是在蛋白质水平上定量、动态、整 体性地研究生物体。 体性地研究生物体。
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（ ）转录组与转录组学
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同样对那些临床表现不明显或者缺乏诊断金标 准的疾病也具有诊断意义，如自闭症。 准的疾病也具有诊断意义，如自闭症。目前对自闭 症的诊断要靠长达十多个小时的临床评估才能做出 判断。基础研究证实自闭症不是由单一基因引起， 判断。基础研究证实自闭症不是由单一基因引起， 而很可能是由一组不稳定的基因造成的一种多基因 病变，通过比对正常人群和患者的转录组差异， 病变，通过比对正常人群和患者的转录组差异，筛 选出与疾病相关的具有诊断意义的特异性表达差异， 选出与疾病相关的具有诊断意义的特异性表达差异， 一旦这种特异的差异表达谱被建立， 一旦这种特异的差异表达谱被建立，就可以用于自 闭症的诊断，以便能更早地， 闭症的诊断，以便能更早地，甚至可以在出现自闭 症临床表现之前就对疾病进行诊断， 症临床表现之前就对疾病进行诊断，并及早开始干 预治疗。 预治疗。
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转录组与转录组学
总RNA
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图
：
仅真
编码RNA 总 4% 功能 总 RNA 96%
RNA （hnRNA）
糖 RNA
转运 RNA
RNA
RNA
RNA
短干扰 RNA
RNA
糖
RNA
转运RNA
细
RNA组
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（ ）转录组与转录组学
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转录组学与
质组学 研究
：张
、
龙
录
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转录组学与蛋白质组学的概念
转录组学与蛋白质组学的联系
转录组学与蛋白质组学的研究
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转录组学与
质组学 概
一 基因组学的概述
基 组
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转录组 蛋 编码基 RNA拷贝
蛋 细
质组 蛋 质库
细
学
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（ ）转录组与转录组学
加拿大的科学家们用下一代测序方法研究来自一个雌激 受体-阿尔法素-受体-阿尔法-阳性的转移性小叶乳腺癌患者的基因组 和转录组。 和转录组。在癌症基因组和转录组的研究方面取得新的 进展，相关文章发表在2009年10月的一期 月的一期Nature封 进展，相关文章发表在2009年10月的一期Nature封 面文章上。 面文章上。
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(‰n ‰n )转录组与转录组学
2研究 研
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目前用于转录组数据获得和分析的方法主要有基于杂 交技术的芯片技术包括cDNA芯片 寡聚核苷酸芯片， 芯片和 交技术的芯片技术包括cDNA芯片和寡聚核苷酸芯片，基 于 序 列 分 析 的 基 因 表 达 系 列 分 析 SAGE （serial analysis of gene expression， expression， SAGE ） 和 大 规 模 平 行 信 号 测 序 系 统 MPSS(massively parallel signature sequenci ng,MPSS) 。
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基于序列分析的基因表达系列分析（ 基于序列分析的基因表达系列分析（SAGE ） LOGO
基础：SAGE产 长度12bpˆj 产 短 ， 条都代 转录组 种mRNA。 。 据： 12bpˆj‚ΕZ 基 组 据： ˆj‚ΕZ 应该 隔 4ˆj 2‰æ•a 现è ，真 mRN 1 bpŠè ˆj ‰æ•a Š ˆj Šè A 均长度大约 1500bp， 均长度大约 1500bp， ， 4ˆj 2‰æ•a‚´ 1 ˆj ‰æ•a‚´ ˆj 当 11000个转录 个转录 总长度 标签能 总长度。 ，12bpˆj‚ΕZ能够 ˆj‚ΕZ 标签 mRNA 来 认编码 转 ˆjƒS†Þ 基 。
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转录组与
质组 关系
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转录组与
质组 关系
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非标准遗传密码： 非标准遗传密码： 虽然遗传密码在不同生命之间有很强的一致性， 虽然遗传密码在不同生命之间有很强的一致性， 但亦存在非标准的遗传密码。在有“细胞能量工厂” 但亦存在非标准的遗传密码 。 在有 “ 细胞能量工厂 ” 之称的线粒体中， 之称的线粒体中 ， 便有和标准遗传密码数个相异的 之处，甚至不同生物的线粒体有不同的遗传密码。 之处 ， 甚至不同生物的线粒体有不同的遗传密码 。 支 原 体 会 把 UGA 转 译 为 色 氨 酸 。 纤 毛 虫 则 把 UAG(有时候还有 UAG(有时候还有UAA)转译为谷氨酰胺(一些绿藻 有时候还有UAA)转译为谷氨酰胺 转译为谷氨酰胺( 也有同样现象) 或把UGA 转译为半胱氨酸 也有同样现象 ) ， 或把 UGA转译为半胱氨酸 。 一些 转译为半胱氨酸。 酵母会把GUG转译为丝氨酸 在一些罕见情况， 酵母会把GUG转译为丝氨酸。在一些罕见情况，一 转译为丝氨酸。 些蛋白质会有AUG以外的起始密码子 真菌、 些蛋白质会有AUG以外的起始密码子。 真菌、原生 以外的起始密码子。 生物和人以及其它动物的粒线体中的遗传密码与标 生物 和人以及其它动物的粒线体中的遗传密码与标 准遗传密码的差异，主要变化如图： 准遗传密码的差异，主要变化如图：
1 转录组并不固定 ， 而且可以通过改变 转录组并不固定， 个别mRNA的合成速率而重建。 个别mRNA的合成速率而重建。 mRNA的合成速率而重建
转录组的两个性质： 转录组的两个性质：
2 转录组并不从头合成 ， 一个细胞通过 转录组并不从头合成， 分裂诞生时就已经接收了其上一代的部 分转录组，并维持一生。 分转录组，并维持一生。
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转录组与
质组 关系
标 遗传 码
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密码子 UGA UGA AGR AGA AUA UAA UAG GUG AAA CUG CUN
通常的作用 中止编码 中止编码 精氨酸编码 精氨酸编码 异亮氨酸编码 中止编码 中止编码 缬氨酸编码 赖氨酸编码 亮氨酸编码 亮氨酸编码
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、转录组学与
质组学 联系
转录组与
质组 关系
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转 录 组和 蛋 白 质 组之 间联 录组 和 白质 间联 系 的 重 要 成 分 --- 遗 传 密 码 code） （genetic code） 遗传密码又称密码子 密码子、 遗传密码又称 密码子 、 遗传 密码子、三联体密码。指信使 RNA(mRNA) RNA(mRNA) 分 子 上 从 5' 端 到 3' 端 方向， 起始密码子AUG 方向 ， 由 起始密码子 AUG 开始 ， 每三个核苷酸 组成的三联体。 核苷酸组成的三联体 每三个 核苷酸 组成的三联体 。 它 决定肽链上每一个氨基酸 肽链上每一个氨基酸和各氨 决定 肽链 上每一个 氨基酸 和各氨 基酸的合成顺序，以及蛋白质 蛋白质合 基酸的合成顺序 ， 以及 蛋白质 合 成的起始、 延申和终止。 成的起始 、 延申和终止 。 几乎所 有的生物都使用同样的遗传密码， 生物都使用同样的遗传密码 有的 生物 都使用同样的遗传密码 ， 称为标准遗传密码； 称为标准遗传密码 ； 即使是非细 胞结构的病毒 病毒， 胞结构的 病毒 ， 它们也是使用标 准遗传密码。 准遗传密码。
转录组学与蛋白质组学的联系
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这种现象最初是1979年由英国 这种现象最初是1979年由英国 剑桥大学Frederick Sanger小组 剑桥大学Frederick Sanger小组 发现的。 发现的。
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转录组学与蛋白质组学的联系
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弗雷德里克桑格（ 弗雷德里克桑格（Frederick Sanger 1918年 1918年8月13日）是一位英国生物化学 13日 曾经在1958年及 年及1980年两度获得 家，曾经在1958年及1980年两度获得 诺贝尔化学奖， 诺贝尔化学奖，是第四位两度获得诺贝尔 以及唯一获得两次化学奖的人。 奖，以及唯一获得两次化学奖的人。 桑 格于1918年 13日出生于英国格洛斯 格于1918年8月13日出生于英国格洛斯 特郡，父亲是一位医生。 特郡，父亲是一位医生。从布莱恩斯滕高 School）毕业后， 中（Bryanston School）毕业后，桑 格进入了剑桥大学圣约翰学院， 格进入了剑桥大学圣约翰学院，并于 1939年完成自然科学文学士学位 1939年完成自然科学文学士学位。 年完成自然科学文学士学位。
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(‰n ‰n )转录组与转录组学
2研究 研
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基因表达系列分析 SAGE （serial analysis of gene expression，SAGE） ，
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cDNAˆjŒÊƒW ˆjŒÊƒW
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例外的作用 色氨酸编码 半胱氨酸编码 中止编码 丝氨酸编码 蛋氨酸编码 谷氨酰胺编码 谷氨酸编码 丝氨酸编码 天冬氨酸编码 中止编码 苏氨酸编码
所属的生物 人、牛、酵母线粒体，支原体(Mycoplasma)基因组， 如Capricolum 一些纤毛虫(ciliate)细胞核基因组，如游纤虫属 (Euplotes) 大部分动物线粒体，脊椎动物线粒体 果蝇线粒体 一些动物和酵母线粒体 草履虫、一些纤毛虫(ciliate)细胞核基因组，如嗜热四 膜虫(ThermophAilus tetrahymena) 草履虫核细胞核基因组 假丝酵母核基因组 一些动物的线粒体，果蝇线粒体 圆柱念珠菌(Candida cylindracea)细胞核基因组 酵母线粒体 Your company slogan
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转录组学与
质组学 研究
(‰n ‰n )转录组与转录组学
1研究 研
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一些研究方法能够判断DNA 片段中有无基因的存在 一些研究方法能够判断 DNA片段中有无基因的存在， 片段中有无基因的存在， 但却不能给出那些基因在DNA 序列上的定位信息。 但却不能给出那些基因在DNA 序列上的定位信息。获得 定 位 信 息 最 容 易 的 方 法 是 对 相 关 cDNA 进 行 测 序 ， 而 cDNA是 mRNA的复制本 与该基因的编码区相对应， cDNA 是 mRNA 的复制本 ， 与该基因的编码区相对应 ， 的复制本， 并且在编码区的两端还多出同时被转录的前段序列和尾端 序列。 因此， cDNA序列与基因组 序列与基因组DNA 序列相比较 序列相比较， 序列 。 因此 ， 将 cDNA 序列与基因组 DNA序列相比较， 就可以描述相应基因的位置。 就可以描述相应基因的位置。
一项基于转录组测序的 研究发现了前列腺癌 前列腺癌中 研究发现了前列腺癌中 新的基因融合。 新的基因融合。这项研 究是由密歇根大学的研 究团队完成的， 究团队完成的，他们通 过对病人细胞系和肿瘤 样本的转录组进行测序， 样本的转录组进行测序， 发现了前列腺癌中新的 基因融合。 基因融合。文章发表在 2009年 2009年1月11日的 11日的 Nature》网络版上。 《Nature》网络版上。
（ ）转录组与转录组学
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转录组（ 转录组 （ transcriptome ） ： 那些在 特定时间 所 需生物信息， 需生物信息，编码蛋白质的基因衍生而来的RNA
分子的集合（转录组是由mRNA构成的）。 构成的）
转录组学（ 转录组学（transcriptomics） ：以转录组分析 为研究内容的研究领域称为转录组学， 为研究内容的研究领域 称为转录组学，即研究细 胞在某一功能状态下所含mRNA的类型与拷贝数。 的类型与拷贝数。
（ ）转录组与转录组学
3应用 通过这种基于基因表达谱的分子标 签，不仅可以辨别细胞的表型归属，还 不仅可以辨别细胞的表型归属， 可以用于疾病的诊断。 可以用于疾病的诊断。尤其对于研究癌 症产生重大的影响。 症产生重大的影响。
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