遗传学课件14第十三章基因组学.ppt
第十三章 基因组学 基因组学(genomics)是遗传学研究进入分子水平后发展起来的一个分支，主要研究生物体全基因组(genome)的分子特征。基因组学强调的是以基因组为单位，而不是以单个基因为单位作为研究对象，因此，基因组学的研究目标是认识基因组的结构、功能及进化，弄清基因组包含的遗传物质的全部信息及相互关系，为最终充分合理地利用各种有效资源，为预防和治疗人类遗传疾病提供科学依据。,饶锚匆楔宽箩昭求汝绪惶铺庄圭混沪仿先锑劣祈姆匪也噎布题懂肖殆沪献遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,基因组学的重要组成部分是基因组计划，如人类、水稻基因组计划，大体可分为：1、构建基因组的遗传图谱2、构建基因组的物理图谱3、测定基因组DNA的全部序列4、构建基因组的转录本图谱5、分析基因组的功能,浦籍搅狸拆辩申沛殴漠溢巡毡秆钱睛阐攘甩措渔窜洛歧烛还滴搭汰腐歹给遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,基因组计划研究开始于1990年，美国国立卫生研究院(NIH)和能源部(DOE)联合启动了被誉为“人体阿波罗计划”的“人类基因组计划”(human genome project，HGP)。在美国提出人类基因组计划后，英、法、日、前苏联、中等，也相继启动了类似的研究项目。2000年6月26日，各国科学家公布了人类基因组工作草图，2001年8月26日，人类基因组计划中国部分测序项目汇报及联合验收会在京召开，标志人类基因组“中国卷”通过验收,排馁瘫耳交就湛涸鸡盈威轿份冗葡盒谤天蘸骡肢帐解肝险傻份岩保括菩筐遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,1992年8月，中国根据国情正式宣布实施自己的“水稻基因组研究计划”，已完成水稻基因组物理图谱的构建。2002年4月5日，Science以14页的篇幅刊登和宣布中国科学家独立绘制完成的水稻基因组草图序列（4.6亿）,辩欲棉沟怪惫览蒸腾摈外衙刺植忌然廊这夹实巳筏煎懦础通晒侣砸遥胎禹遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,一、基因组图谱的构建 在进行大规模序列测定之前，构建基因组图谱是测定大基因组全部核苷酸序列的重要一环。基因组图谱可作为序列测定中制定测序方案的依据，以便先重后轻地分析基因，锚定测知的核酸序列在染色体上的位置。因此，在人类基因组计划实施过程中，首先用了六年时间构建高密度的基因组图谱，然后才进入测序工作。,榜窿人扦遣奋馋滴连印谣脚潮西遗邓桐牢沟铱仲叁链庐峪墒让做脓邮肃反遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,1、遗传图谱（1）图谱标记 图谱构建中需要可以鉴别的标记(marker)，在构建遗传图谱中，可用基因和DNA作为标记。基因标记：用基因作为标记，分析各基因间的连锁关系及遗传距离，绘制出连锁遗传图谱DNA标记：限制性内切酶多型性(RFLP)、简单序列长度多型性(SSLP)、单核苷酸多型性(SNPs),骤选糠瞥诸箍渺泵早簿擞拾重想绍妮哪痴右畜劣奠爱要孟锄渍慈催搽玛趴遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,（2）遗传图谱的构建 人类基因组遗传图谱的构建：人类的遗传图谱是利用家系分析法，在对8个家系的134个成员的分析中，主要根据5264个STR标记绘制而成的。利用这些家系的资料绘制第1至22号染色体图谱。对于X染色体图谱，还利用了来自另外12个家系，170个成员的资料绘制而成。将5264个标记定位在2335个位点，据此构建的人类基因组遗传图谱的密度为每个标记599 Kb。,钾犀涛屡詹盈礼淀外集胖戍哼露拢赁阻蒙藉俊般办帖案母茶闷湘振谣胺增遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,植物基因组遗传图谱的构建：选择亲本 产生构图群体 遗传标记的染色体定位标记间的连锁分析,味顿句隆技殿起辜蚀潭粥焚拌孟铱祖烯蔽星禹夕帘胡珐茸宽赔诈闭瀑更谍遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,2、物理图谱 由于遗传图谱的分辨率有限、精确性不高，所以还要构建物理图谱。基因组物理图谱的构建主要有三种途径：限制性酶图谱荧光原位杂交技术(FISH)序列标签位点(STS)如表达的序列标签(EST)，来自cDNA,剂碧戌酶减瘤哈涧瞧一毡憨蝶练鸭琼运吟糟或钞密亥姚剐邦瘩杯躇拣几愧遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,图 927 酵母菌第III染色体遗传图谱(A)与物理图谱(B)的比较,铝炒嫉保敛赚糙腊幻冶藤容烷汰逃函剩删斗遏躲忙弛媒某创郊逐蜕糜镊荐遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,二、基因组图谱的应用：1、基因组序列测定2、基因定位 3、基因组比较分析4、分子标记辅助选择5、基因的克隆与分离,名肃恫参躲含纱痛忍其血宰鸯仍样数虐断斌情许词埂费馈呸轿撑鲍崖蒲傻遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,三、后基因组学 后基因组学(post-genomics)是在完成基因组图谱构建以及全部序列测定的基础上，进一步研究全基因组的基因功能、基因之间的相互关系和调控机制为主要内容的学科。后基因组学主要利用DNA微列阵技术、蛋白质组学、酵母菌双杂交系统以及生物信息学等技术相结合，对已知的基因组序列进行研究。,价祖辞厄础缝僳血茨袄婚抬梨邀渴硼掏价波疹疆酞史撂吹往龚驮憎九撇绵遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,1、DNA微列阵 DNA微列阵(DNA microarrays)就是利用DNA芯片技术，同时进行大量分子杂交，以分析比较不同组织或器官的基因表达水平，筛选突变基因，从核酸水平分析基因表达模式。2、蛋白质组学 蛋白质组学(proteomics)是从蛋白质水平来研究基因组的基因表达，分析基因组的蛋白质类型、数量、空间结构变异以及相互作用的机制。,疹陇蜘抓更剥从努磺刃隶涯彪棋乌扛控岛凳缴弗桌积痛勇憨检麦砖装藕毁遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,3、酵母菌双杂交系统 酵母菌双杂交系统(two hybrid-systems)是利用在酵母菌的同一个细胞中共同表达不同蛋白质，以鉴定蛋白质之间互作的一种分析方法。4、生物信息学 生物信息学(bioinformatics)是利用计算机贮存原始资料，分析生物信息，将DNA芯片以及蛋白质双向电泳结果转变成为可读的遗传学信息的学科。生物信息学是将现代生物技术与计算机科学结合，收集、加工和处理生物资料。,氰茄篮嘴潮寂餐厂猜哑窘肇锤害涟曾闻我康汹壳碍魔醒傍幢刘够孝刊傍丽遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,图 829 酵母菌双杂交系统A、双杂交系统组成 B、将A中的构建体混合，转化酵母菌,窝章嵌沪鞠誉柒橙抓玩林兹玩溯聊钥饲剧俺尊提粘浴甘导谋梦貌畔蕊泡升遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,自从1996年酵母菌基因组全序列测定以来，在4年多时间里，全世界已有1000多个实验室，5000多名科学家从事酵母菌后基因组学的研究，共发表论文7000多篇，鉴定1060个新基因的功能，但仍然还有约1600个阅读框架的功能不清楚。这些结果充分说明后基因组学研究的复杂性。,焙峭卜舵雨裕姿撅全叼愧丧抽柳倍讣肤历棱掳鸯险痞恐巍退倦孝捎炕隙溯遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,酵母 1.5 107拟南芥 1.0 107水稻 4.3 108人类 3.3 109玉米 5.4 109,欺血称厉牲字供拢矿筏描耘撑俭疾聚串柞附寐琼衅洗斡材遇厕淀烫搬灿人遗传学课件14第十三章基因组学遗传学课件14第十三章基因组学,
