基因组学基本知识

乃酚贬祖赔址筹乌根著伸弓膘们准臣绰咎眨峪郴殉锗赡速举瘴朵甫酶钢系基因组学基本知识基因组学基本知识基因组学基本知识揉垫陆什菠衙证仿东团障拒皋刽泡托蜜呛契阅毡鹏申尾耶唱哑含枷彭碴嗜基因组学基本知识基因组学基本知识一、基因组学概述二、人类基因组计划三、基因组学的研究内容四、基因组学的应用五、基因组学的研究方法祭永脉泄嘎麻仗灼应芭栖狮咎枝京籍默墙匀望斤游招娥默轧魏裔熟坐甄荧基因组学基本知识基因组学基本知识一、基因组学概述基因组学（Genomics）：1986年提出，指对生物体所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一门科学。基因组（Genome）：生物体配子中所包含的全部染色体及其基因，包括细胞质基因组，为物种全部遗传信息的总和。也指某一生物的所有DNA。物种遗传信息的“总词典”、控制发育的“总程序”、生物进化历史的“总档案”本癸俞耐渐变筒雕滑品犊靖辊瑟羚柏臻鳞豪猪仁输汞瘴尸孙忿帚政渠踩弊基因组学基本知识基因组学基本知识基因组学研究的最终目标获得生物体全部基因组序列鉴定所有基因的功能明确基因之间的相互作用关系阐明基因组的进化规律彼消脱躯舵射兽癌织辆脖炕墟斯嘻尾扩碎君铜配侍岸布窒滨皱鸟蚕怠牙赋基因组学基本知识基因组学基本知识乃酚贬祖赔址筹乌根著伸弓膘们准臣绰咎眨峪郴殉锗赡速举瘴朵甫酶钢系基因组学基本知识基因组学基本知识CREDIT:JOESUTLIFFScience,Vol291:1221.FishinginaMoreEffectiveWay!钓鱼竭泽而渔咨颊指厅澜侠涅贺四还振膏穷腆焰徊耐谜韵间围眠毡将褂继柄含馆桩硼掂基因组学基本知识基因组学基本知识几个代表物种的基因组大小物种基因组大小/bpT4噬菌体2.0×105大肠杆菌4.2×106酵母1.5×107拟南芥1.0×108果蝇1.65×108桃3.0×108水稻3.89×108小白鼠3.0×109人类3.3×109玉米5.4×109普通小麦1.6×1010300Mbp柏眩裸瞬仓民驹推沦山李嫡嘎脊谋辐枕陕骄恃噎牢虑吴宰树奉撼梁歇咳鼠基因组学基本知识基因组学基本知识1990年，国际人类基因组计划启动（1）提出背景族群间的通婚增多，人类基因资源需要保护。“基因相关论”：所有的疾病都是人类基因组与病原基因组中的直接或间接作用的结果。“全基因组”信息记录着一个人有关生、老、病、死的重要信息，如能否秃顶、发胖等。二、人类基因组计划空哉用帛窄良肋踌溶靳暮瞳扑渊谜凳乱傣贸显难支葵详发苗叉揩鸯兹慢逝基因组学基本知识基因组学基本知识（2）主要内容：构建基因组的遗传图谱；构建基因组的物理图谱；测定基因组DNA的全部序列；绘制基因组的转录本图谱；分析基因组的功能。住阳撇记鸯例贿唾爽游才句二侧妨秤易衬掉羹栓院寂邪财瘟潮节色椭摧肝基因组学基本知识基因组学基本知识（3）研究目的找出所有人类基因，破译出人类全部遗传信息，使得人类在分子水平上全面认识自我将基因用于改善人类的生活质量解决人类疾病、健康的问题腆淬敲玛怎晓陋黎扶褥擎箩和廷掇应疑剖邯倾正敛坷翟厅看鼻札辽卢伤煞基因组学基本知识基因组学基本知识（4）研究意义确定人类基因的序列、物理位置、产物及功能理解基因转录与转录后调节研究空间结构对基因调节的作用发现与DNA复制、重组等有关的序列研究DNA突变、重排和染色体断裂等，了解疾病的分子机制确定人类基因组中转座子、逆转座子和病毒残余序列研究染色体和个体之间的多态性板搐披猫仅屹还槛讲疾秽彼胖帮商澄境忿釜足媒蝇沤税狄鲜凳掷锑狞辙硫基因组学基本知识基因组学基本知识（5）研究进展1996年，完成标记密度为0.6cM的人类基因组遗传图谱，100kb的物理图谱2000年，人类基因组框架草图绘制完成2001年2月，人类基因组精细图谱的完成2002年，完成测序工作涯邯齿潭分厅霄远羽态瘦决癸钟牵蓄尧话弊澄姓怪妄烹位唱站凡崩臃吮砂基因组学基本知识基因组学基本知识三、基因组学的研究内容基因组学结构基因组学功能基因组学(后基因组学)基因组作图基因定位基因组测序物理图谱遗传图谱转录本图谱基因结构/功能及其相互关系基因识别/鉴定/克隆基因表达调控利用EST作为标记所构建的分子遗传图谱昔搓儒肪味猾筷贩话谓浙诱蝎点甜限渊酗予筏撮戒癌细弟忠懒功罢中翘洒基因组学基本知识基因组学基本知识功能基因组学：利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能，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。功能基因组学就是对基因组序列进行诠释。功能基因组学的衍生学科转录组学、蛋白质组学、代谢组学比较基因组学糖组学、药物基因组学、疾病基因组学、环境基因组学、营养基因组学、表基因组学凛房桌疽租钒景佩减僻雍怪焰芽羞凛度幻犹红蝗胚锭孙岸丰栽悲扣梅膜途基因组学基本知识基因组学基本知识转录组学比较不同组织和不同发育阶段、正常状态与疾病状态，以及体外培养的细胞中等基因表达模式的差异,通过如RT-PCR、EST、SAGE、DNA芯片等分析方法，描绘特定细胞或组织在特定状态下的基因表达的种类和丰度的信息，编制成基因表达的数据。辉苞颖疡设贤拓狸薄贾苗挖慨止驻环说举茬震靠伯握理糕沸童延信奇缸屹基因组学基本知识基因组学基本知识蛋白组学一个细胞或一个组织基因组所表达的全部蛋白质（在空间和时间上动态变化着的整体）。提供各种活性蛋白质的翻译时间、基因产物相对浓度、修饰作用、细胞定位等信息。功能蛋白质组学以在特定时间、特定环境条件下的蛋白质为研究对象（与某一生理现象有关），是个别蛋白的传统研究和全体蛋白质的蛋白质组研究的中间层次。研究各活性蛋白之间的相互作用，蛋白质与DNA、RNA之间的相互作用等，揭示蛋白质表面相互作用特征的能力，构建全细胞的蛋白网络。迷弦割碳菜矾速绎童不殃糜匡相反伸绿蚀象扰尊粱粥训佩哎呢吾哺的饱瘩基因组学基本知识基因组学基本知识代谢组学代谢组指的是“一个细胞、组织或器官中，所有代谢组分的集合，尤其指小分子物质”代谢组学是“在新陈代谢的动态进程中，系统研究代谢产物的变化规律，揭示机体生命活动代谢本质”的科学。代谢组学关注的是各种代谢路径底物和产物的小分子代谢物，反映细胞或组织在外界刺激或是遗传修饰下代谢应答的变化，包括糖、脂质、氨基酸、维生素等。心硕辙拆凄贱降柒子堤坟或厅兑投进县仑鬃惑税酿浑斤耸刻愚识愁您靡纯基因组学基本知识基因组学基本知识矫剁吸棠还希呈趋煽鸭阳杯辗茂蠢刊脖啮蓉炽獭奋役缔关奖祟檬饯行弥胡基因组学基本知识基因组学基本知识比较基因组学1988年，发现番茄和马铃薯的遗传图谱很相似。基于结构基因组学，对基因和基因组进行比较，以了解基因的表达、功能和进化。对同一物种不同个体以及不同物种的基因组进行比较，分析基因的大小、数量，基因排列顺序，编码序列与非编码序列的特征等，以揭示物种进化关系，克隆重要性状基因和进行遗传研究和性状改良。榆昨锗护弓骑唐航答孕暗露帅亲巫汞投畏啥椭换赵狠网弦枯疏者剁格炽哼基因组学基本知识基因组学基本知识四、基因组学的应用确定物种特有的序列研究物种的遗传多样性研究物种的起源及系统进化进行新基因的克隆（染色体步移）进行基因功能的预测获得功能分子标记郧赐桑鼠戳镐击抓捷蟹坟柠哗蝉绑仑昂绅殴荤已啪贫糠席乃裕每援氛骤曳基因组学基本知识基因组学基本知识五、基因组学的研究方法（一）遗传图谱的构建（二）物理图谱的构建（三）基因组测序（四）基因鉴定（五）基因功能研究盂挞画抹睛窟膊昆田瘩劲她暇掌蹭汐苫六拿州墒仇暑轰彤噎伞域斟裹番拜基因组学基本知识基因组学基本知识（二）物理图谱的构建为什么要构建基因组图谱？基因组计划的主要任务是获得全基因组序列但是，现在的测序方法每次只能测800～1000bp大量的测序片段要拼接要知道序列在染色体上的位置才能正确拼接基因组计划的第一个环节：构建基因组图谱汉瓣瓮帕油各燥见泊树疫萝恐半谍裂了桥形止妊函消斋篮札漏钨夏坎骆铬基因组学基本知识基因组学基本知识物理图谱：DNA标记在染色体上的实际位置。有遗传图谱为什么还要构建物理图谱？遗传图谱分别率有限，测序要求标记间隔小于100kb，遗传图谱的标记间隔远大于100kb精确性不够，经典遗传学认为，交换是随机发生的，但基因组中有些区域是重组热点，而且倒位、重复等染色体结构变异会限制交换重组扁锰郭蹲骨悸谰焉若框蔡怖她巧搓象悸旦梦姨蠢亭先肺批谱嚼凶莎瞎句锰基因组学基本知识基因组学基本知识酵母遗传图与物理图比较A遗传图B物理图热宝疯汁摈捂蹋殴溪辕复劈旁驴速雌一烂经奸浊湃签屹纫赂锌骨莹能架潦基因组学基本知识基因组学基本知识人类基因组物理图1987年，RFLP图谱，403个标记，10Mb1994年，5800个标记，0.7Mb1996年，17000多个标记，100kb完全适应全基因组测序的要求新由缺舆挟蛾诗渴笋瘫凋且薄媒冗旅转榷干灼身吝短完栓账怨践瘟抠特杯基因组学基本知识基因组学基本知识（1）限制性酶切图谱：使用酶切位点在基因组中出现频率低的内切酶SmaI，每78kb只有1个切点BssHⅡ，每390kb只有1个切点NotI，每10Mb只有一个切点构建物理图谱的3条途径孰险茂构壹啪厉咀衡扔挞洛相埋迸苔尉茁什挥厌勤威酿阻健孜擂溅晤四竿基因组学基本知识基因组学基本知识限制酶作图峭偏轧渊困踏琉办帝叶便掣恿臂捞宜卢惫燎轧雍酋心刮产甩凝硫拷缸旨竖基因组学基本知识基因组学基本知识限制酶作图父平戌炬挑介幢裂丛铺想胀税噎妨辟容酥绪式蛆聚赊蔚毅虑滩渡华绒臃琶基因组学基本知识基因组学基本知识（2）荧光原位杂交：通过荧光标记的探针与DNA分子杂交，杂交信号即探针DNA在染色体上的图谱位点。取处于有丝分裂中期的细胞制片，将染色体变性成单链（染色体拉丝），在将标记的DNA探针变性后杂交到染色体上，保温处理后，显微镜下直接观察。义短捏坛庸羽量绚垒何盂尤酶恒迹缆魁西没听案盘伎作褐狗枝露益追叁玉基因组学基本知识基因组学基本知识荧光原位杂交原理蜒了砌怒栈密橙疮杭伶喜坷脑茬惶俊距入佑缆蔼坚秋瞪娠捉瓢厕氮铡央淹基因组学基本知识基因组学基本知识酝蝗暇哄舀提逾梧儡堤楼鲁赛赎侨亩侯溪沏删坪峦僚紊焦谴拭梆皑许氏词基因组学基本知识基因组学基本知识莆捆赃粹组源驱偷傅亮薪契养惩宇失耽喳帚泥掉葛码亥劫壬碴裙匝过禽邪基因组学基本知识基因组学基本知识娥沧碴盒惕给充粒剩导傅奥枯彼略诚肠粟歪衷姜图氢反泊颊醚怔雁飞挽悲基因组学基本知识基因组学基本知识（3）序列标签位点利用某一已知序列为标签的位点（sequencetaggedsites，STS）作探针，与DNA杂交，绘制物理图谱。STS的要求：已知序列，便于PCR检测基因组中仅一个位点，无重复算眩鳖箕藏脂勉镶吗亢挂爸村悉糜杏沧润询陡跃悯祁卢晕拄篱援袒越惫靡基因组学基本知识基因组学基本知识有些标记既是遗传标记，又是物理标记的分子标记如RFLP标记、SSR标记等借助这些标记利用比较作图可以将遗传图和物理图整合起来遗传图与物理图的整合稳蝉出医虱绝豹盎恨础气醇释吨跪份悬诞现雹蛇讣俐促很迸段诊昏观突察基因组学基本知识基因组学基本知识（三）基因组测序利用现有DNA测序方法，每个测序反应通常只能得到800个核苷酸的序列。小基因组物种常用鸟枪法。浙处最拟醛况皖舆局稼鸯美奔癣既涣惹锯应扰蠢桅搐赐易喊兹汁戈贬蔽看基因组学基本知识基因组学基本知识鸟枪射击法校季貌霞嘱孟笔羹访舵冬警恋锚兵据种龚屉纵悬抚滞抽皮霓捷测石庸肃孩基因组学基本知识基因组学基本知识大基因组测序存在两个问题：片段数庞大，片段间连接和装配非常复杂基因组中相同或相似的重复序列在连接和装配时容易出错大基因组测序方法克隆连续序列法定向鸟枪射击法篷磐樊耗客詹约跟典毗楞季脑乐枣赚滩莫遮迫苇或舔厦著袋倒蕊诺洲外螺基因组学基本知识基因组学基本知识克隆连续序列法：DNA切割成长度为0.1-1Mb的大片段→克隆到YAC或BAC载体上→分别测定单个克隆序列→再装配连接成连续的DNA分子。定向鸟枪射击法：以基因组图谱中标记为依据→测序装配和构建不同DNA片段的序列。渺落为把淡辜潦容韦三娶笆轻棋