人类基因组研究内容

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1、人类基因组研究内容HGP的主要任务是人类的DNA测序，包括下图所示的四张谱图，此外还有测序技术、人类基因组序列变异、功能基因组技术、比较基因组学、社会、法律、伦理研究、生物信息学和计算生物学、教育培训等目的。遗传图谱(geneticmap)又称连锁图谱(linkagemap),它是以具有遗传多态性(在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%)的遗传标记为“路标〃，以遗传学距离(在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为lcM)为图距的基因组图。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义：6000多个遗传标记已经能够把人的基

2、因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近(紧密连锁)的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域,再对基因进行分离和研究。对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。第1代标记经典的遗传标记，例如ABO血型位点标记，HLA位点标记。70年中后期，限制性片段长度多态性(RFLP),位点数目大与105,用限制性内切酶特异性切割DNA链，由于DNA的一个〃点〃上的变异所造成的能切与不能切两种状况，可产生不同长度的片段(等位片段)，可用凝胶电泳显示多态性，从片段多态性的信息与疾病表型间的关系进行连锁分析，找到致病基因。如Huntington症。但每次酶切

3、2・3个片段，信息量有限。第2代标记1985年，小卫星中心(minisatellitecore)、可变串联重复VNTR(variablenumberoftandemrepeats)可提供不同长度的片段，其重复单位长度为6至12个核甘酸，1989年微卫星标记(microsatellitemarker)系统被发现和建立，重复单位长度为2~6个核昔酸，又称简短串联重复(STR)o第3代标记1996年MIT的LanderES又提出了SNP(singlenucleotidepolymorphysm)的遗传标记系统。对每一核甘酸突变率为10-9,双等位型标记，在人类基因组屮可达到300万个，平均约

4、每1250个碱基对就会有一个。3~4个相邻的标记构成的单倍型(haplotype)就可有8~16种。2、物理图谱(physicalmap)物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。DNA物理图谱是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序，即酶切片段在DNA链上的定位。因限制性内切酶在DNA链上的切II是以特异序列为基础的，核莒酸序列不同的DNA,经酶切后就会产生不同长度的DNA片段，市此而构成独特的酶切图谱。因此，DNA物理图谱是DNA分

5、子结构的特征Z—。DNA是很大的分子，由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其屮的极小部分，这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题，故DNA物理图谱是顺序测定的基础，也可理解为指导DNA测序的蓝图。广义地说，DNA测序从物理图谱制作开始，它是测序工作的笫一步。制作DNA物理图谱的方法有多种，这里选择一种常用的简便方法——标记片段的部分酶解法，来说明图谱制作原理。用部分酶解法测定DNA物理图谱包括二个基本步骤：⑴完全降解选择合适的限制性内切酶将待测DNA链(已经标记放射性同位素)完全降解，降解产物经凝胶电泳分离后进行白显影，获得的图谱即为组成该DNA链的酶切片段的数目

6、和大小。⑵部分降解以末端标记使待测DNA的一条链带上示踪同位素，然后用上述相同酶部分降解该DNA链，即通过控制反应条件使DNA链上该酶的切口随机断裂，而避免所有切口断裂的完全降解发生。部分酶解产物同样进行电泳分离及自显影。比较上述二步的自显影图谱，根据片段大小及彼此间的差异即可排出酶切片段在DNA链上的位置。下面是测定某组蛋白基因DNA物理图谱的详细说明。完整的物理图谱应包括人类基因组的不同载体DNA克隆片段重叠群图，大片段限制性内切酶切点图，DNA片段或一特异DNA序列（STS）的路标图，以及基因组中广泛存在的特征型序列（如CpG序列、Alu序列’isochore）等的标记图，人类基

7、因组的细胞遗传学图（即染色体的区、带、亚带，或以染色体长度的百分率定标记），最终在分子水平上与序列图的统一。基本原理是把庞大的无从下手的DNA先“敲碎〃，再拼接。以Mb、kb、bp作为图距，以DNA探针的STS（sequencetagssite）序列为路标。1998年完成了具有52,000个序列标签位点（STS）,并覆盖人类基因组大部分区域的连续克降系的物理图谱。构建物理图的一个主要内容是把含有STS对应序列的DNA的克隆片段连接成相互重亮的“