数控技术(A)实验指导书

一、基因组与基因组学3.基因组学（Genomics）把基因组作为研究对象的学科（1）结构基因组学（structuralgenomics）（2）功能基因组学（functionalgenomics）（3）进化基因组学（evolutionarygenomics）基因组学的三个有代表性“时代”3.基因组学（1）结构基因组学（structuralgenomics）基因组结构（genomestructure）种类、结构特点、种属特异性定位基因（genemapping）遗传图谱（geneticmap）与物理图谱（physicalmap）：遗传距离与物理距离测定基因组全序列（whole-genomesequencing）结构基因组学研究的主要目标人类基因组计划（theHumanGenomeProject）之前，只测定过一些病毒（X174、、T4等）的基因组全序列PhageX174:5375ntSequencingtimeline基因组全序列的测定1995流感嗜血菌（Haemophilusinfluenzae）1,830kb枝原体Mycoplasmagenitalium580,070bp，预计有500个基因1996古细菌Methanococcusjannaschii1,660kb酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）12,068kb，近6,000个潜在的蛋白质编码基因，近150个rRNA基因，近300个tRNA基因，还有几十个核小分子RNA（snRNA）基因和一大批核仁小分子RNA（snoRNA）基因1997大肠杆菌（Escherichiacoli）4,639kb（目前已测定数百种细菌的全序列）多细胞生物1998秀丽隐杆线虫（Caenorhabditiselegans）97,000kb2000黑腹果蝇（Drosophilamelanogaster）180,000kb2000拟南芥（Arabidopsisthaliana）120,000kb2000（6月）人类（Homosapiens）3,120,000kb3.基因组学（1）结构基因组学（structuralgenomics）结构基因组学的成就大大促进了生物信息学（bioinformatics）的发展3.基因组学（2）功能基因组学（functionalgenomics）大规模、高通量分析基因组中基因表达的技术DNA微阵列（DNAmicroarray），DNA芯片（DNAchip）基因功能的分析基因剔除（geneknockout），RNAiDNAmicroarray3.基因组学（2）功能基因组学（functionalgenomics）对基因组中基因本身的认识（基因的概念）编码蛋白质的基因编码功能RNA的基因非编码的DNA也可以是基因？3.基因组学（3）进化基因组学（evolutionarygenomics）在整体水平上研究基因和基因组的结构、功能的起源与进化比较基因组学（comparativegenomics）——进化基因组学的初始阶段通过比较，发现基因组中蛋白质和功能RNA基因的密度与生物的复杂程度有一定的负相关不同生物基因组中基因的平均密度生物基因组中基因的平均密度细菌1个基因/1kb酵母1个基因/2kb线虫1个基因/5kb拟南芥1个基因/5kb果蝇1个基因/13kb人类1个基因/40kb密度的变化与基因组进化中调控元件和“非基因DNA”的扩增有关2005BREAKTHROUGHOFTHEYEAR:EvolutioninAction2005年世界十大科学进展之首——进化研究的新突破人与黑猩猩基因组的比较Humanandchimpanzeedifferbyonlyabout1%inthenucleotidebasesthatcanbealignedbetweenourtwospecies,andtheaverageproteindiffersbylessthantwoaminoacids.Butasurprisinglylargechunkofnoncodingmaterialiseitherinsertedordeletedinthechimpascomparedtothehuman,bringingthetotaldifferenceinDNAbetweenourtwospeciestoabout4%.Science2005,310:1878-18793.基因组学（3）进化基因组学（evolutionarygenomics）基因和基因组如何通过并非很多的基本结构单位（构件）的重组而进化成新的基因和基因组（构件在进化中被反复使用）最原始的基因和基因组的起源，其后的进化模式与过程链对称(strandsymmetry)双链DNA：A％＝T％G％＝C％AA％＝TT％AC％＝GT％AG％＝CT％……链对称(strandsymmetry)单链DNA：A％≈T％G％≈C％AA％≈TT％AC％≈GT％AG％≈CT％……二核苷酸在基因组全序列中的链对称性4.蛋白质组学（proteomics）（1）蛋白质组（proteome）“一个基因组所表达的蛋白质”“一种（或一个）细胞内存在的全部蛋白质（包括修饰后的各种蛋白质）”“一个生物在其生活期间所产生的全部蛋白质的结构与活性”（2）蛋白质组学研究蛋白质组的科学目前的研究主要是分析蛋白质组中蛋白质的组成、结构及功能4.蛋白质组学（3）蛋白质组学的研究技术二维凝胶电泳（蛋白质的分离）质谱（蛋白质的分析）（4）后基因组学（post-genomics）功能基因组学、蛋白质组学等5.RNA组学（RNomics）RNA组（RNome）与RNA组学（RNomics）转录组（transcriptome）与转录组学（transcriptomics）ORF(OpenReadingFrame)ORFeomeUsefulwebsitesforgenomics(Nature’sGenomeGateway)(OmicsGateway)(NCBI:NationalCenterforBiotechnologyInformation)课程作业（平时考核）通过查找一般文献和网络资源，写一篇关于基因组学（或蛋白质组学）研究的某个或某些方面的进展的小综述（3000字左右）要求：概括最新进展列出参考文献或所浏览网址如用英文写，须附500字左右的中文摘要学期结束前交（纸质文件）