基因组与比较基因组学PPT课件

polymorphism, SNP）标记。
图11-4(a) S-NP的产生
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
图11-4(b) S- NP的检测
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
2 物理图谱的构建
定义：利用限制性内切酶将染色体切成片段，再根据重叠序 列确定片段间连接顺序以及遗传标志之间的物理距离的图谱。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
（6）研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子 机制，包括遗传性疾病、易感性疾病、放射性疾病甚至感染性 疾病引发的分子病理学改变及其进程，为这些疾病的诊断、预 防和治疗提供理论依据。 （7）确定人类基因组中转座子、逆转座子和病毒残余序列， 研究其周围序列的性质。了解有关病毒基因组侵染人类基因组 后的影响，可能指导人类有效地利用病毒载体进行基因治疗。
（variation），并按照孟德尔遗传规律由亲代传给子代，从而在不同个 体间表现出不同，因而被称为多态性（Polymorphism）。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
第一代DNA多态性标记是RFLP（restriction fragment length
polymorphism，限制性片段长度多态性）标记。
（4）研究空间结构对基因调节的作用。有些基因的表达调控 序列与被调节基因从直线距离上看，似乎相距甚远，但若从整 个染色体的空间结构上看则恰恰处于最佳的调节位置，因此， 有必要从三维空间的角度来研究真核基因的表达调控规律。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
（5）发现与DNA复制、重组等有关的序列。DNA的忠实复制 保障了遗传的稳定性，正常的重组提供了变异与进化的分子基 础。局部DNA的推迟复制、异常重组等现象则导致疾病或者胚 胎不能正常发育。因此，了解与人类DNA正常复制和重组有关 的序列及其变化，将对研究人类基因组的遗传与进化提供重要 的结构上的依据。
第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
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第八章 基因组与比较基因组学ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 遗传图谱的构建
定义：遗传图（genetic map）又 称连锁图（linkage map），指基 因或DNA标记在染色体上的相对 位置与遗传距离，而不是它们在 染色体上特殊的物理位置。
科学上用两个位点之间的交换或 重 组 频 率 厘 摩 （ cM ） 来 表 示 遗 传距离。
通过凝胶电泳分离，放射自显影确定DNA片段末端的碱 基，进而推断DNA的核苷酸序列。
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第八章 基因组与比较基因组学 二. 高通量DNA序列分析技术
反应体系中除含有四种脱氧核苷酸(dATP、dCTP、dGTP和 dTTP)外，加入了一种双脱氧核苷酸(ddATP或ddCTP或ddGTP 或ddTTP)。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
3. 转录图
即表达序列标签（expressed sequence tag, EST）图，是人类 基因组图的重要组成部分。
* EST：通过从cDNA文库中随机挑选的克隆进行测序所获得的部分 cDNA的5'或3'端序列称为表达序列标签（EST），一般长300-500bp 左右。
（1）确定人类基因组中约2万1千个编码基因的序列及其在基因 组中的物理位置，研究基因的产物及其功能。
（2）了解转录和剪接调控元件的结构与位置，从整个基因组结 构的宏观水平上理解基因转录与转录后调节。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
（3）从整体上了解染色体结构，包括各种重复序列以及非转 录“框架序列”的大小和组织，了解各种不同序列在形成染色 体结构、DNA复制、基因转录及表达调控中的影响与作用。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
（8）研究染色体在个体之间的多态性。这些知识可被广泛用 于基因诊断、个体识别、亲子鉴定、组织配型、发育进化等许 多医疗、司法和人类学的研究。此外，这些遗传信息还有助于 研究人类历史进程、人类在地球上的分布与迁移以及人类与其 他物种之间的比较。
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第八章 基因组与比较基因组学 二. 高通量DNA序列分析技术
（一） Sanger DNA序列测定的基本原理
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第八章 基因组与比较基因组学 二. 高通量DNA序列分析技术
基本原理
在DNA聚合酶的作用下，双脱氧核苷酸分子可以象正常 核苷酸一样参与DNA合成；
但是，由于它自身3′位置-OH的缺失，至使下位核苷酸的 5′磷酸基无法与之结合，从而导致反应终止，并产生长度 不一的DNA片段。
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三. 人类基因组计划
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
经典的遗传标记是可被电泳或免疫技术检出的蛋白质标记， 如血型标记等。
DNA多态性遗传标记的建立，为人类遗传研究提供了大量 的遗传标记。
* 多 态 性 ： 人 的 DNA 序 列 上 平 均 每 几 百 个 碱 基 会 出 现 一 些 变 异
4. 全序列图
即分子水平上最高层次的、最详尽的物理图。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
• 2005年，人类基因组测序计划 基本完成，测定了单倍体细胞 中约30亿个碱基对，预测基因 数为20, 000–25, 000。破译人类 遗传信息，将对生物学、医学， 乃至整个生命科学产生无法估 量的深远影响。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
第二代DNA多态性标记利用了人类基因组大量的重复序列， 包括小卫星DNA和微卫星DNA，其多态性主要来自重复序列 拷贝数的变化。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
第三代DNA多态性标记是单核苷酸多态性（single nucleotide
第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
基因组（genome）：
生物有机体的单倍体细胞中所有DNA。包括核内的染色体DNA 和线粒体、叶绿体等亚细胞器中的DNA。
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第八章 基因组与比较基因组学
一. 人类基因组计划
人类基因组计划由美国能源部(DOE)和国立健康研究院(NIH) 资助并于1990年启动。 人类基因组计划的科学意义：