人类基因组、转录组学与蛋白质组学

二、原核生物基因组
1．通常由__DNA分子组成
2．__子结构是原核生物基因组的结构特点之一 3．基因密度__，编码区比例__；重复序列__；含 有同基因； GC含量变化__。 4．非编码区主要为__序列
5．__(有或无)转座现象。
6．__DNA具有自主复制能力
一、病毒基因组
1．每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者 RNA； 2．病毒核酸大小差别很大，3X103一3X106bp； 3．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4．大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子 (RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段 组成． 5．真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细 菌的病毒）基因中无内含子． 6．有重叠基因．
1998年
• 1998年，生产DNA测序仪的最大厂家PerkinElmer(简称PE)公司与文特尔领导的基因研究 所合作成立了塞莱拉（Celera）遗传信息公司， 并宣布他们将利用最新技术在3年内完成人类 基因组的测序工作，这使得该计划处于一种公 私竞争的状态，从而加快了人类基因组的研究 步伐。
人类基因组计划的发展进程
发表文章。
人类基因组计划的动议过程
1987年DOE和NIH下拨研究经费。
1988年成立了国家人类基因组研究中心 ,Watson任第一任主任。
人类基因组计划的目标
• HGP（人类基因测序计划）
其目标是通过以美国为主的全球性的国际 合作，在大约15年的时间里完成人类24条 染色体的基因组作图和DNA全长序列分析， 进行基因的鉴定和功能分析。 • 建立指导人类进化的“说明书”（人类遗 传信息数据库）
思考题
1.人类基因组学研究除了科学价值之外 有哪些经济价值。
2.人类基因组学研究涉及哪些伦理问题。
转录组学与蛋白质组学
转录组学
转录组学（transcriptomics）是在基因组学后新 兴的一门学科，即研究细胞在某一功能状态下所含 mRNA的类型与拷贝数。
转录组学实验方法
•
基于杂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 anHale Waihona Puke Baidulysis of gene expression， SAGE）和大规模平行信号测序系统 MPSS(massively parallel signature sequencing, MPSS)。
人类基因组计划
基因组分类
•病毒基因组
•原核生物基因组
•真核生物基因组
一、病毒基因组
1．每种病毒有__种核酸，成分为__； 2．病毒核酸大小差别很大，通常为__bp； 3．除__外，所有病毒基因都是__拷贝的。 4．大部份病毒核酸是由__条双链或单链分子构 成，仅少数RNA病毒由__个核酸片段组成． 5．真核病毒基因__内含子，噬菌体（感染细菌 的病毒）基因中__内含子． 6．__(有或没有)重叠基因．
•
Gene chip or DNA chip: are a combinatorial array of oligonucleotides synthesized on a solid support (modified glass or polypropylene) in situ at specific “addresses” in a checkerboard like arrangement.
样品DNA/RNA通过PCR/RT-PCR扩增、体外转录等技术 掺入荧光标记分子。与DNA微阵列杂交后，通过荧光扫描器及 计算机分析，即可获得样品中大量基因序列及表达的信息。
生 命 科 学
人类基因组计划的缘起
人类基因组计划的动议过程
1984年DOE委托Alta, White R.,Mendelsonhm M科学家举行专业会议。
1985年提出人类基因组计划的动议。
1986年McKusick V将从整个基因组层次上研究 遗传的科学定义为基因组学。
1986年Dulbecco R在“Science”上
成所承担的任务。
中国人类基因组计划发展进程
1993 年，中国人类基因组计划（ CHGP ）
启动，首先开展了“中华民族基因组中 若干位点基因结构的研究”。
1997 年，我国启动了“重大疾病相关基
因的定位、克隆、结构与功能研究”项 目。并在上海和北京相继成立了国家人 类基因组南、北两个中心。
中国人类基因组计划研究成果
人类基因组计划的发展进程
预计完成 30 亿对碱基的测序。美国承担了全 部任务的54%，英国33%，日本7%，法国2.8%， 德国2.2%。 中国于1999年9月加入人类基因组计划并承担 了 1% 的测序任务。
人类基因组计划的研究策略
遗传图谱：指基因或专一的多态性DNA标记的 相对位置的图谱。 物理图谱：确定各测序片段连接顺序及遗传标志 间物理距离的图谱。 序列图谱：核酸序列图。 基因图谱：基因组中占2-5%长度的全部基因按照 具体位置、次序排列成的线性图。
1%测序任务， 第三条染色体3000万bp 精确度99.99% 发现142个基因，其中80个为预测基因
新一代测序技术的发展
• 2006年底，美国X大奖基金会设立了基因组 Archon X大奖： 1000万$:10天 100万 100个人类基因组 覆盖率不小于98%。 • Pacific Biosciences目标是在2013年前实现三 分钟读完人类基因组。
2000年 人类基因组工作草图绘制成功
人类基因组计划的发展进程
• 2001年2月12日，美、英、日、法、德、中6国科
学家指出：人类基因总数只有 3 ~ 3.5万个, 编码
序列占2%。 • 2001年7月10日，中国“人类基因组计划”重大 项目秘书长杨焕明教授宣布：在人类基因组完成 图的绘制工作中，中国已率先超额（1.13%）完
二、原核生物基因组
1．通常由环状双链DNA分子组成
2．操纵子结构是原核生物基因组的结构特点之一 3．基因密度高，编码区比例大；重复序列少；含 有同基因； GC含量变化大 4．非编码区主要为调控序列
5．存在转座现象
6．质粒DNA具有自主复制能力
人类基因组计划的缘起
癌症 艾滋病 人口增长 粮食短缺 环境污染