基因组学与后基因组时代研究热点.ppt

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1、第八章基因组学和后基因组时代研究热点MolecularBiologyCourse第一节基因组和基因组学第二节蛋白组学第三节代谢组学第四节人类元基因组计划本章内容安排重点掌握：HGP计划的进展及重要意义；鸟枪法序列分析技术；HapMap计划内容；人类元基因组计划基因组、基因组学、蛋白质组、蛋白组学及代谢组学概念及进展基因研究是20世纪生命科学的主线★20世纪的上半叶，以遗传学为代表，生命科学通过对基因分离、独立分配、连锁及化学属性等的研究，最后以作为遗传信息载体的DNA双螺旋结构的提出而告捷。★20世纪下半叶，以分子生物学为代表，生命科学通过对基因复制、转录、翻译

2、及遗传密码的分析与破译，最终以统一生命世界各层次，生命科学各分支的“中心法则”的问世而集成。★20世纪90年代,随着全球基因组计划，尤其是人类基因组计划(HGP)规模空前、速度惊人的推进，基因研究已接近“登峰造极”，人类对生命世界的理性认识达到了前所未有的深度与广度。第一节基因组和基因组学（GenomeandGenomics）1.1基因组（Genome）:基因组一词是从genes和chromosomes合成而来，用来描述生物的全部基因和染色体组成的概念。★1986年,美国科学家ThomasRoderick首先提出了基因组学(genomics)的概念。指对所有基

3、因进行基因组作图（包括遗传图谱，物理图谱和转录图谱），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析。★基因组学应该包括两方面内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学(structuralgenomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functionalgenomics)，后者又称后基因组研究(post-genome).1986年３月７日，美国科学家、诺贝尔奖获得者、肿瘤病毒专家雷托·杜伯克在美国《科学》杂志上发表了一篇题为《癌症研究的转折点—人类基因组的全序列分析》的短文，提出有关分析人类基因组全序列的重要科学构想。杜伯克在这篇文章后来被称为“人类基因组计划

4、课题标书”，成为日后国际人类基因组计划启动和实施的重要推动力。经过反复讨论，数易其稿，1990年美国国会正式批准了人类基因组计划。1.2人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)★1990年十月，国际人类基因组计划启动，美、英、日、法、德、中六国相继加入其中。计划用15年时间、30亿美元的经费，测定大约30亿碱基对的DNA序列和识别其中所有的基因。中国完成1％的任务。★HGP的本质是对人类基因组进行作图和序列测定，旨在破译人类所有的遗传信息。In1998,CraigVenter挑战国际人类基因组计划GREATEXPECTATIONS26thJ

5、UNE2000Thefullysequencedhumangenome:"Withoutadoubtthisisthemostimportantandmostwondrousmapeverproducedbymankind.Thiswillsymbolisethestartofaneweraofmedicaltreatmentanddiagnosiswhichwillhaveaprofoundeffectonhumankindforcenturiestocome".★2001年2月12日,美,日,德,法,英,中六国科学家和美国赛莱拉公司联合公布了人类基因组图谱（

6、草图）及初步分析结果.文特尔小组所做的人类基因组测序报告发表在《科学》杂志上（99%)，科林斯带领的公共资金支持的实验室联合体的报告同时发表在《自然》杂志上（85%)—两个研究组织同时公开他们的研究成果，但不是联合研究的成果。私人公司公开与公共研究机构叫板，最后与对手一起站在领奖台上。"Shotgunsequencing"determinatethegenomesequenceofHaemophilusinfluenzae(H.influenzae)“鸟枪法”测定流感嗜血杆菌（H.influenzae）基因组步骤将1.8Mb的基因组DNA剪成很多随机片段，平均长

7、度1kb；将这些片段重组克隆到质粒DNA载体；从单个重组DNA菌落中制备DNA；双脱氧法测序；用计算机程序对所测序列组装。MechanismofDNAshotgunsequencingSequencingStrategyofHumangenome★人类基因组精细序列图于2003年4月23日宣告完成，完成，但其中大量基因的结构和功能尚不清楚。★与人类同步进行基因组测序的模式生物有：大肠埃希菌、酵母、线虫、果蝇、小鼠、拟南芥及一些与人类关系密切的哺乳动物。Yeastisthefirstsingle-cellulareukaryotesequenced(1996),酵

8、母是第一个完成测序的单细