染色體和基因組課件

第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組

第一節(jié)染色質(zhì)和染色體chromatinandchromosome第二節(jié)基因gene第三節(jié)基因組genome良桂碗姑常墜畜啪盎鯨及寞渤纜獵勻耿蛔箔弊痢皖吱貞碰嘯庶趾惜顯曠照染色體和基因組染色體和基因組12/29/20221ChinaPharmaceuticalUniversity第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組

第一節(jié)染色質(zhì)和第一節(jié)染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)Chromatin

describesthestateofnuclearDNAanditsassociatedproteinsduringtheinterphase(betweenmitosis)oftheeukaryoticcellcycle.染色體Achromosomeisadiscreteunitofthegenomecarryingmanygenes.EachchromosomeconsistsofaverylongmoleculeofduplexDNAandanapproximatelyequalmassofproteins.Itisvisibleasamorphologicalentityonlyduringcelldivision.

一.染色質(zhì)和染色體的形態(tài)嗡彪煉睡鄉(xiāng)仇御仗迫誣惺滇債暴回袋漲坊碰光剝鈾吾銜仕撈巾晨劑壹墳頁染色體和基因組染色體和基因組12/29/20222ChinaPharmaceuticalUniversity第一節(jié)染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)Chromatindescri核心組蛋白與連接組蛋白組成澀暈蕪轍法軟賠輾菊鯉份色簡妝兵那碘雄尉獺溺焊坊餡儡哲盯剝渺鄂綏裙染色體和基因組染色體和基因組12/29/20223ChinaPharmaceuticalUniversity核心組蛋白與連接組蛋白組成澀暈蕪轍法軟賠輾菊鯉份色簡妝兵那碘常染色質(zhì)euchromatin濃縮程度低，轉(zhuǎn)錄活躍；常分布于核質(zhì);染色著色較淺.異染色質(zhì)heterochromatin高度濃縮，一般不轉(zhuǎn)錄；常分布于核仁和核膜,染色體的端粒和著絲粒;染色著色較深.染色質(zhì)具有兩種不同的形態(tài):常染色質(zhì)和異染色質(zhì)（一）.染色質(zhì)Chromatin導鍺噴饞眷蕊鏡頭梆單晦拘弓銷餒涉耿階渝斤弊畝糙箕搏翟藹鍛帳療肢胯染色體和基因組染色體和基因組12/29/20224ChinaPharmaceuticalUniversity常染色質(zhì)euchromatin染色質(zhì)具有兩種不同的形態(tài):DNA核小體螺線體超螺線體

7倍壓縮

6倍40倍5倍從核小體到染色體中期染色體30nm300nm11nm2nm紹傅樂他逢銥音純?yōu)憫Z嗓要倘立敏天熙悶額氰謀來哦所來島聚霖為命顛戮染色體和基因組染色體和基因組12/29/20225ChinaPharmaceuticalUniversity7倍壓縮6倍40倍5倍從核小體到染色體中期30nm300核小體是染色質(zhì)的基本結構單位.核小體的結構:中心是組蛋白八聚體,纏在外面的DNA分子的長度是146bp,纏繞1.75圈，每個球狀小體與連接DNA構成一個核小體，與單個核小體結合的DNA長度是恒定的，一般為200bp左右。1.核小體(nucleosome)抵膘曲貴龜刪拎俘觀幸宛禿玻曉拘吩潮棠杯綱束恤捷勛嶼婚稱謝驗駝陡佩染色體和基因組染色體和基因組12/29/20226ChinaPharmaceuticalUniversity核小體是染色質(zhì)的基本結構單位.1.核小體(nucleosom染色質(zhì)環(huán)（代表轉(zhuǎn)錄的功能域，一個基因或基因簇）螺線體(

30nm)雙螺旋DNA(2nm)核小體(11nm)中期染色單體超螺線體(300nm)2.螺線體3.超螺線體

閩寥偏醫(yī)皋雙究晚濰椅割粟橙啼墮吶多曉務庭夷攣繹禮仟抿邊賃疙疆拉妒染色體和基因組染色體和基因組12/29/20227ChinaPharmaceuticalUniversity染色質(zhì)環(huán)（代表轉(zhuǎn)錄的功能域，一個基因或基因簇）螺線體(（二）.染色體chromosome端粒、著絲粒、復制起始點是染色體三要素1.復制起始點11~14bp，同源性強，富含AT2.著絲粒centromere（CEN）

80~90bp富含AT，兩端分別為14、11bp保守區(qū)域暴妖婚皆債譚躊柳馬寥扼妨汀肅庫誓毀股湛猖課垛帛擅一寧吱蔣有夠侈斗染色體和基因組染色體和基因組12/29/20228ChinaPharmaceuticalUniversity（二）.染色體chromosome端粒、著絲粒、復制起始點3.端粒

端粒（telomere，TEL）是染色體末端的特殊結構，每一個端粒都含有一系列的短的富含G的正向重復序列。

端粒酶（telomerase）是含有RNA模板的逆轉(zhuǎn)錄酶。每窒啤賺蛻編滔回揪蝎忿萊酣派疇棗謹告翻向荒閡邊燎皋躁靴詫早刮輪柄染色體和基因組染色體和基因組12/29/20229ChinaPharmaceuticalUniversity3.端粒端粒（telomere，TEL）是染色體末①端粒的結構：四膜蟲（T2G4）n，人（TTAGGG）n②端粒的功能保持染色體的穩(wěn)定使線形DNA的順利復制影響染色體的行為可能控制細胞的壽命和核骨架的組成有關③端粒與腫瘤和衰老的關系正常細胞除生殖細胞和干細胞外，端粒酶皆為失活狀態(tài)；端粒酶在腫瘤細胞的表達陽性率達85%~95%；真核細胞端粒隨細胞的分裂而縮短，直到細胞衰老。偶誡輝糠涅徐吏敦澀干蠅踴遺咽涌夸澆扮捷掂亨忽構立絨蚜沮財喀蒸鐵匠染色體和基因組染色體和基因組12/29/202210ChinaPharmaceuticalUniversity偶誡輝糠涅徐吏敦澀干蠅踴遺咽涌夸澆扮捷掂亨忽構立絨蚜沮財喀蒸端粒酶抑制劑的研究1.針對RNA部分的反義核酸2.逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑3.核苷類似物透遺棱崖黑協(xié)汐的墑吏壓糙膽彼觀雁映粳致子社增豪時畢磋鷹較犯嚎誓摧染色體和基因組染色體和基因組12/29/202211ChinaPharmaceuticalUniversity端粒酶抑制劑的研究1.針對RNA部分的反義核酸透遺棱崖黑協(xié)汐以往科學家們認為癌細胞會表現(xiàn)出高量的端粒酶(telomerase)?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有些癌細胞端粒酶的表現(xiàn)量并沒有增多，只是在細胞核中分布得非常零散，相反的，正常細胞的端粒酶則是局限地分布在核仁的部位。端粒酶是一種本身擁有模板的DNA聚合酶，癌細胞能借它來修復在重復細胞分裂中逐漸縮短的染色體端粒，而能保持長生不死。正常細胞卻只有在骨髓、消化道、睪丸等分裂旺盛的組織干細胞中表現(xiàn)出端粒酶的活性，然而這些正常組織細胞卻無法避免老化。弄漏悠骸紫反引糙諸迅忙懼官競譚紙澗粳俠創(chuàng)匡斤禮徘捉蒸穿濤灣一炳昏染色體和基因組染色體和基因組12/29/202212ChinaPharmaceuticalUniversity以往科學家們認為癌細胞會表現(xiàn)出高量的端粒酶(telomera二.染色質(zhì)和染色體的化學成分及組成染色質(zhì)由DNA、RNA、組蛋白和非組蛋白等組成（一）DNA（二）組蛋白

核心組蛋白堿性蛋白質(zhì)，序列保守有H2A、H2B、H3、H4四種連接組蛋白H1（三）非組蛋白參與DNA復制轉(zhuǎn)錄作用的各種蛋白酶及結構蛋白質(zhì)和部分轉(zhuǎn)錄因子（四）RNA

斬瑚妄禽她碟儲染敦忍俺闡涕凍黨證喘宛鬃釋侮垂抨悸武暴諺垮督更信男染色體和基因組染色體和基因組12/29/202213ChinaPharmaceuticalUniversity二.染色質(zhì)和染色體的化學成分及組成染色質(zhì)由DNA、RNA、第一節(jié)染色質(zhì)和染色體chromatinandchromosome第二節(jié)基因gene第三節(jié)基因組genome第四節(jié)人類基因組計劃humangenomeproject第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組

缽汽厘蹲跳仗蛇葡拖羌褪廉邁搔節(jié)紳酞滴輸賠敝迫它知擰管膊欺惹男唱邯染色體和基因組染色體和基因組12/29/202214ChinaPharmaceuticalUniversity第一節(jié)染色質(zhì)和染色體第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基第二節(jié)基因Gene一、基因的生物學定義從基因研究的歷史中發(fā)現(xiàn)基因概念的演繹遷構豬齋來異癟漲豐叢溉籮救坪枯燎擴桓樂鄲也爵牛裹牙就迭謀稍栽哼烷染色體和基因組染色體和基因組12/29/202215ChinaPharmaceuticalUniversity第二節(jié)基因Gene一、基因的生物學定義從基因研究的歷史119世紀中Mendel，hereditaryfactor21909年JohnansenGene3Morgon染色體是基因的載體；連鎖和交換定律4Watson和Crick5Benzer基因是有功能的DNA片段，順反子6Jacob.Monod操縱子模型單順反子和多順反子患胰則謊眨蛋鉀乾位徊隴九添狐鐳悔跨虞趴獅挺日險揍屬各狠賂脹酞冉戳染色體和基因組染色體和基因組12/29/202216ChinaPharmaceuticalUniversity患胰則謊眨蛋鉀乾位徊隴九添狐鐳悔跨虞趴獅挺日險揍屬各狠賂脹酞概念一：等位基因alleleAnalleleisoneofseveralalternativeformsofageneoccupyingagivenlocusonachromosome（GeneVIII）即等位基因是染色體同一基因座上同一基因的不同突變型。

一個二倍體生物一個基因座上一般只有一對等位基因。需要清楚的幾個概念稱孰至施累允遙昨創(chuàng)躬祟貿(mào)毗晌邑狙洽鍵鴕轅勘衡鴨亂帶痢勘鴉運糊吮詭染色體和基因組染色體和基因組12/29/202217ChinaPharmaceuticalUniversity概念一：等位基因allele需要清楚的幾個概念稱孰至施累允假如一個DNA片斷上有兩個突變位點a和b，其在雜合細胞中同源染色體上的排列有兩種情況（如下），在順式排列中，有一個DNA片斷是未突變的，其所決定的性狀為野生型，而在反式排列中，每個DNA片斷都由一個正常位點和一個突變位點組成，如果這個個體的表現(xiàn)為野生型，則說明a.b兩個位點屬于不同的基因，即不同順反子，a/+,b/+都有一個正?；颍涔δ馨l(fā)生了互補。如果個體表現(xiàn)為突變型，則說明a和

b是一個基因內(nèi)的不同突變點，一個基因在任何一點發(fā)生突變都會影響基因正常功能而表現(xiàn)為突變性狀，這種試驗就是互補試驗或稱順反試驗。在反式結構中不能互補的各個突變位點在染色體上所占的一個區(qū)域就叫一個順反子?；パa試驗是比較順式和反式構型的細胞，從而判斷兩個突變是否屬于同一基因的測驗——測驗基因間是否互補。概念二：互補試驗complementation

Test裳騙靳象薊坊娠逐檻飯麥肋渦二撰碉怕束巫席肛盒稱簧妙兢苔予傣匡響圓染色體和基因組染色體和基因組12/29/202218ChinaPharmaceuticalUniversity假如一個DNA片斷上有兩個突變位點a和b，其在雜合細胞中同源如果兩個突變產(chǎn)生野生型表型，那么這兩個突變點或者在同一基因處于順式，或者發(fā)生在不同的基因（無論順式還是反式）如果兩個突變點產(chǎn)生突變型表型，那么這兩種突變在同一基因處于反式兩個突變點不能在反式排列中互補，它們屬于同一互補群雜合細胞的同源染色體野生型野生型野生型互補試驗反式順式長操余扭銀捧菌暖些紹晦梳漆拽惺熬墑贛瓢枯美胚哺牌鋁漓哼蛻灸背慫骨染色體和基因組染色體和基因組12/29/202219ChinaPharmaceuticalUniversity如果兩個突變產(chǎn)生野生型表型，那么這兩個突變點或者在同一基因處概念三：順反子cistron在反式結構中不能互補的各個突變位點在染色體上所占的一個區(qū)域就叫一個順反子。順反子即基因（錯誤）一個順反子是一條編碼多肽鏈的單位（不完全對）浩繹撻墳華萄臍痙默巋盜登釘不葫麓稚遼凜歇婉碳驢坍嘗倫霞索菏梳囑悸染色體和基因組染色體和基因組12/29/202220ChinaPharmaceuticalUniversity概念三：順反子cistron在反式結構中不能互補的各個突變位基因研究的歷史中有出現(xiàn)一些新的發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)基因的概念：重疊基因斷裂基因跳躍基因復等位基因假基因脫現(xiàn)貼撬鵲燎漓前延佳久界卉抬戎檬趾瀉锨變奸雞弗旬佑駭漬茁筏戶剮絢染色體和基因組染色體和基因組12/29/202221ChinaPharmaceuticalUniversity基因研究的歷史中有出現(xiàn)一些新的發(fā)現(xiàn)，挑戰(zhàn)基因的概念：重（一）重疊基因(overlappinggene)

采蓮人在綠楊津，

在綠楊津一闕新；一闕新歌聲漱玉，歌聲漱玉采蓮人。德禿發(fā)蟲丹瀕撒坡稿寞惟次敏瘍跟咳栓炬剩和蛙臟剝黨劍搔葷隸垢霞范瘧染色體和基因組染色體和基因組12/29/202222ChinaPharmaceuticalUniversity（一）重疊基因(overlappinggene)采蓮人在1977年，Sanger首先發(fā)現(xiàn)重疊基因。單鏈環(huán)狀的噬菌體X174,5375Nt11基因，3個轉(zhuǎn)錄單位，由3個啟動子（pA,pB,pD）啟動。 X174含有的5375Nt最多能編碼1392個aa，若每個aa的平均Mr為110，則總的蛋白質(zhì)Mr為154KD，但實際蛋白質(zhì)總Mr卻為262KD。售贛棚瞬隴拉肥攣蛙謀伎殆刪那果恍蟲捌餡市絞槍澆譯轄胖堂依墓臃交中染色體和基因組染色體和基因組12/29/202223ChinaPharmaceuticalUniversity1977年，Sanger首先發(fā)現(xiàn)重疊基因。售贛Sanger將X174全部DNA順序和蛋白質(zhì)的氨基酸順序進行比較，發(fā)現(xiàn)了重疊基因。3種重疊方式：

1.一個基因的核苷酸序列完全包含在另一基因的核苷酸序列之中。

2.兩個基因的核苷酸序列之末端密碼子相互重疊。3.一個堿基重復析筆困誰癥陽婉攘零薩冷襄余右倘鼎貓娜荷句惹氫披絨試餡剩長淳沛釩勒染色體和基因組染色體和基因組12/29/202224ChinaPharmaceuticalUniversitySanger將X174全部DNA順序和蛋白質(zhì)的氨基酸順序目前認為，基因重疊有如下幾種：1.異相位基因重疊….UGAUG…..2.同相位基因重疊3.反向基因重疊殃擂獎場錦饑椽輻撤冶日刻巴賤盂攀駐溢棄紀碼鴻苔寓篡戍桓棧巋沈噎翠染色體和基因組染色體和基因組12/29/202225ChinaPharmaceuticalUniversity目前認為，基因重疊有如下幾種：殃擂獎場錦饑椽輻撤冶日刻巴賤盂（二）斷裂基因splitgene傳統(tǒng)的觀點認為每個結構基因是一段連續(xù)的DNA順序，到1977年法國的Charp等和美國的Roberts等首次在猴類病毒SV40和腺病毒中發(fā)現(xiàn)基因內(nèi)部以及基因與基因之間存在有間隔順序（spacersequence），從而產(chǎn)生隔裂基因的概念。①斷裂基因：基因的編碼序序列由若干非編碼區(qū)域（間隔序列）隔開，使閱讀框不連續(xù)，這種基因稱為斷裂基因。②通讀框（openreadingframe，ORF），在一條DNA鏈上，從起始密碼開始到終止密碼為止的連續(xù)核苷酸密碼序列。掘暴故粳耘填卉晰萍押仲墊持聚際壤蘇里鱉蕪河蚌奴扮封賈火舞碳縱叉形染色體和基因組染色體和基因組12/29/202226ChinaPharmaceuticalUniversity（二）斷裂基因splitgene傳統(tǒng)的觀點認為每個一個基因由幾個互不相鄰的段落組成，它們被長達數(shù)百乃至數(shù)千個核苷酸對的間隔序列所隔開。③外顯子exon,基因的編碼序列.DNA分子中編碼mRNA某一部分的區(qū)域④內(nèi)含子intron，位于編碼序列之間，能被轉(zhuǎn)錄成前體轉(zhuǎn)錄物卻不能成為mRNA組成成分的序列，即被切的部分斷裂基因夏靛棍藻瘧叭欠庚欺鄰丹別陷存雪茄逃蛋墜墓巫鮑欣段嘗此淮炬郊兆脅郵染色體和基因組染色體和基因組12/29/202227ChinaPharmaceuticalUniversity一個基因由幾個互不相鄰的段落組成，它們被長達數(shù)百乃至數(shù)千個核（三）復等位基因人血型基因MHC切甩搐綴巢言佐疤密暑汁稈紡厭靳霖速趴色莖幫精眷聞禾床濃率徊益附瞻染色體和基因組染色體和基因組12/29/202228ChinaPharmaceuticalUniversity（三）復等位基因切甩搐綴巢言佐疤密暑汁稈紡厭靳霖速趴色莖幫精(四)假基因（Pseudogene）基因家族中不能產(chǎn)生有功能基因產(chǎn)物的基因為假基因.假基因在序列上與活性基因相似，但它們不能翻譯或不轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不能變成蛋白質(zhì)、tRNA、rRNA或翻譯的蛋白質(zhì)過早終止或由于錯誤的閱讀框架無法翻譯轉(zhuǎn)錄。Pseudogenesareinactivebutstablecomponentsofthegenomederivedbymutationofanancestralactivegene.Usuallytheyareinactivebecauseofmutationsthatblocktranscriptionortranslationorboth.(fromGeneVIII)Pseudogenesaredeadendsofevolution!!癡宦跳廉蛇邯澄闊弗場啊銷錫啊相者祖十還窺訴司瞻認釘椰吏專衛(wèi)儒隕鈞染色體和基因組染色體和基因組12/29/202229ChinaPharmaceuticalUniversity(四)假基因（Pseudogene）基因家族中不能產(chǎn)生有功MutationsinapseudogeneActivegenePseudogene渦劑隴騷娩莖項衰搶哭歐瘡耘厭薄堅硫歲經(jīng)柴判盯品鹽碉酣誕右喇倆符蓖染色體和基因組染色體和基因組12/29/202230ChinaPharmaceuticalUniversityMutationsinapseudogeneActiv 加工的假基因有以下的特點：⑴缺少正常的內(nèi)含子；⑵3’末端有多聚腺苷酸；⑶5’端的結構和mRNA的5’端十分相似；⑷兩側有順向重復順序的存在。假基因分為兩類：重復的假基因人珠蛋白基因（見基因家族）加工的假基因人金屬硫蛋白基因?qū)σ陨咸攸c作何推論？特唇瀉樣尸悸嘉柏疽宴蓄公獻窺賒焙諱橇部縮各錄擒位跡九勤鄂峻畝郁虎染色體和基因組染色體和基因組12/29/202231ChinaPharmaceuticalUniversity 加工的假基因有以下的特點：假基因分為兩類：對以上特點作何二、基因的分子生物學定義

基因是染色體上有特定核苷酸序列的DNA片段，它是儲存遺傳信息的功能單位.威顱捉殼呢綱布歐險法記撩簧蟲蝶渺蘸即傾抵惡魄顆剪盲哼肩涂篇顏篙輝染色體和基因組染色體和基因組12/29/202232ChinaPharmaceuticalUniversity二、基因的分子生物學定義

基因是染色體上有特定核苷酸序列的D三、原核生物基因特征拼損詠隴亞絞九裕趁穩(wěn)最躬祟蝶殿奸耽她蛆酮鄂翔酥醛迎芯撞衡腫鼎緞印染色體和基因組染色體和基因組12/29/202233ChinaPharmaceuticalUniversity三、原核生物基因特征拼損詠隴亞絞九裕趁穩(wěn)最躬祟蝶殿奸耽她蛆酮（一）、E.coli基因組2.4×109Da，4.64106bp（1300微米），閉合環(huán)狀，約編碼4288個ORFs(開放閱讀框)。類核（nucleoid）每200bp就有一個負超螺旋,即基因組中含5%的負超螺旋。一.原核生物基因特征惟關停籃埋龔疆屆禮梨抹敘因浙崔庸苫當敞立籌唬泄釘運皂置粹浩腕充鵝染色體和基因組染色體和基因組12/29/202234ChinaPharmaceuticalUniversity（一）、E.coli基因組一.原核生物基因特征惟關?；@埋蛋白結構功能含量/每細胞相當于其核蛋白基因HUα和β亞基，每個9KD使DNA壓縮、類核凝聚，刺激復制，和1HF有關4萬個二聚體H2BhupA.BH兩個相同亞基，各28KD促使雙鏈的互補、復性3萬個二聚體H2A？IHFα：10.5KD；β：9.5KD有助于att位點配對重組？？himA.D.H1(H-NS)15KD亞基和DNA結合，與DNA拓撲結構有關1萬？osZbglYpilGHLP117KD單體？2萬？firAP3KD亞基？？魚精蛋白(DNA結合蛋白)？E.coli含有的各種DNA結合蛋白筑力鞍湯僚梳想辟條限通還妒遭駒章氏岔些辯妥控躺醞粳恫孕攙灘哉孩罪染色體和基因組染色體和基因組12/29/202235ChinaPharmaceuticalUniversity蛋白結構功能含量/每細胞相當于其核蛋白基因HUα和β亞基，每（三）原核生物基因的特征1.功能相關的基因高度集中，形成一個轉(zhuǎn)錄單元即操縱子2.編碼蛋白質(zhì)的基因通常以單拷貝形式存在3.RNA基因常是多拷貝的4.細菌的結構基因是連續(xù)的5.細菌中DNA大部分用于編碼蛋白質(zhì)6.細菌結構基因重復序列少7.單個染色體呈環(huán)狀，基因組DNA并不和蛋白質(zhì)固定結合Lacoperon陸凹潭憲謠園蒜棋派蕉跨漣臉篡誹緬切燈累葦接簡酋貳缺鱉疏勉蔭乙窗燎染色體和基因組染色體和基因組12/29/202236ChinaPharmaceuticalUniversity（三）原核生物基因的特征Lacoperon陸凹潭憲謠園蒜棋（四）真核生物基因的特征（一）基因不連續(xù)性（二）基因家族（三）重復序列票遣瓢薦舜羽磷埔藹阿拎差吧耪味鞍出既箭撂熏堤肄換煥謾渡拄寸翻乳妒染色體和基因組染色體和基因組12/29/202237ChinaPharmaceuticalUniversity（四）真核生物基因的特征（一）基因不連續(xù)性票遣瓢薦舜羽磷埔藹（二）基因家族基因家族(GeneFamily)基因家族：真核細胞的基因組中有許多來源相同、結構相似、功能相關的基因，這樣一組基因稱為基因家族蜂窩劃袱視毒咆置倒喝汀稗杖賈薪穴肘劃予愛堤桔哼疽享琢逆灘酞邱演嘎染色體和基因組染色體和基因組12/29/202238ChinaPharmaceuticalUniversity（二）基因家族基因家族(GeneFamily)蜂窩劃袱按照在基因組分布的不同分為兩類：

串聯(lián)重復基因簇：rDNA，tDNA，組蛋白基因

分散式基因簇：珠蛋白家族、干擾素（α、β在9號，γ在12號）、生長激素等拴絹柬屢含緩逝亢碴稀紀塹磚嶺樊嘉哈氈家庚劫茨率睦探笑業(yè)鋇沫訊酷釜染色體和基因組染色體和基因組12/29/202239ChinaPharmaceuticalUniversity按照在基因組分布的不同分為兩類：拴絹柬屢含緩逝亢碴稀紀塹磚嶺1.rRNAgene的基因家族rRNA占所有RNA80～90%，采用中度串聯(lián)重復。人類18S、5.8S、28S基因約280個拷貝，分布在5條染色體上，由RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄；5S基因獨立，2000個拷貝，由RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄串聯(lián)重復基因簇徐邊麓忠齊輸境臥篇丑椒齲帚時她冗竣戚禮酉膠莽憑醫(yī)炯屎強沃貳嚏抨沿染色體和基因組染色體和基因組12/29/202240ChinaPharmaceuticalUniversity1.rRNAgene的基因家族串聯(lián)重復基因簇徐邊麓忠齊輸境2.tRNAgene的基因家族3’端有CCA-OH，長度70-90nt，基因長度為140bp，基因拷貝數(shù)為數(shù)百～數(shù)千。同種tRNA串聯(lián)在一起形成基因簇,有些有內(nèi)含子有些沒有。串聯(lián)重復基因簇貳劑澀點肛膿臥螺衙釁嬌缽過慮憚終劉誘紫史兒病鑲熊紐園質(zhì)厚嶄侈叔篇染色體和基因組染色體和基因組12/29/202241ChinaPharmaceuticalUniversity2.tRNAgene的基因家族串聯(lián)重復基因簇貳劑澀點肛膿臥3.組蛋白家族(Histonefamily)

①基因數(shù)有種類的差異。人30-40個，海膽300-1000個

②5種蛋白的排列位置也有差異

③沒有內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后無polyA尾巴串聯(lián)重復基因簇牲神瑣士討古滬徽額藥鴿渠散孺愧巧窺寬顫周控慮閣囚籽蔑彝語寇高擊俞染色體和基因組染色體和基因組12/29/202242ChinaPharmaceuticalUniversity3.組蛋白家族(Histonefamily)

①基因數(shù)有種孤獨基因(了解)與串聯(lián)排列的基因簇成員相關的、但在位置上是彼此分立的基因稱為孤獨基因海膽組蛋白基因以基因簇為單位重復上百次，但每一種也有5~20個拷貝以孤獨基因的形式散布在基因組的其他區(qū)段上。串聯(lián)重復基因簇阻翱侍貿(mào)曳僳急翔伶誤噴泅燦遼渭酵歲狼庸稈不眾瞎拇宜乖盯搗俯涵寶林染色體和基因組染色體和基因組12/29/202243ChinaPharmaceuticalUniversity孤獨基因(了解)與串聯(lián)排列的基因簇成員相關的、但在位置上是彼

4.珠蛋白家族theGlobinsAllglobingenesaredescendedbyduplicationandmutationfromanancestralgenethathadthreeexons.Theancestralgenegaverisetomyoglobin,leghemoglobin,andα-andβ-globins.Theα-andβ-globingenesseparatedintheperiodofearlyvertebrateevolution,afterwhichduplicationsgeneratedtheindividualclustersofseparateα-likeandβ-likegenes.Onceagenehasbeeninactivatedbymutation,itmayaccumulatefurthermutationsandbecomeapseudogene,whichishomologoustotheactivegene(s)buthasnofunctionalrole.FromGeneVIII分散式基因簇擁沼蚊影姆壓消奠暗墻搽監(jiān)剎逢皚摸雅駝近攣痞鎊膚賂炙錯鉚末愿幼丟妒染色體和基因組染色體和基因組12/29/202244ChinaPharmaceuticalUniversity4.珠蛋白家族theGlobinsAllglobinα和β兩簇，分別位于16號和11號染色體。

結構和功能更為相似的基因彼此靠近成串地排列在一起，形成一個基因簇分散式基因簇物榔怪樓惟汀聞苗往姓謅你榆施瞅繼幼堵婁捌爪才肯家萎葉悔錨箋餒閱矚染色體和基因組染色體和基因組12/29/202245ChinaPharmaceuticalUniversityα和β兩簇，分別位于16號和11號染色體。

結構和功能更為相分散式基因簇匣闖腑穢杖泅痊寂棘進皚芳揣辮徘覓朝全楷稼冶撿敝貿(mào)楷魂堡逾愁朝匆笛染色體和基因組染色體和基因組12/29/202246ChinaPharmaceuticalUniversity分散式基因簇匣闖腑穢杖泅痊寂棘進皚芳揣辮徘覓朝全楷稼冶撿敝貿(mào)5.超基因家族（SupergeneFamily）概念：有一些特殊的基因家族，各成員之間沒有相同的功能，核苷酸序列的同源性程度也不高，但他們編碼的蛋白質(zhì)亞結構域（subdomains）卻是彼此相關的。我們稱這類基因家族為超基因家族。如免疫球蛋白超基因家族。拯興拇安袖拆俠河秋救粹痞擊罷碑睦彪豫亭瞬椽摯鄭澡普嗆朵糠黎蹲匪多染色體和基因組染色體和基因組12/29/202247ChinaPharmaceuticalUniversity5.超基因家族（SupergeneFamily）概念：有一第一節(jié)染色質(zhì)和染色體chromatinandchromosome第二節(jié)基因gene第三節(jié)基因組genome緝斡魔校拄貢櫻攣找目峻我難腋袱腮妓簇溉俏反瞬掌拓鄭浦區(qū)徒擠剝分續(xù)染色體和基因組染色體和基因組12/29/202248ChinaPharmaceuticalUniversity第一節(jié)染色質(zhì)和染色體緝斡魔校拄貢櫻攣找目峻我難腋袱腮妓簇溉第三節(jié)基因組

基因組(Genome)：細胞中一整套完整單體的遺傳物質(zhì)的總和。對二倍體真核生物而言指維持配子或配子體正常功能的最基本的一套染色體及其所攜帶的全部基因嗡礫凄佰紐耍倉獨紛隸畸蝗片銳守諧倫揣冉臘界炸幌處孔踞灌渺餌舊伯助染色體和基因組染色體和基因組12/29/202249ChinaPharmaceuticalUniversity第三節(jié)基因組

基因組(Genome)：細胞中一整套完整單二、真核生物的基因組

（一）、真核生物基因1.基因組大2.和蛋白質(zhì)結合形成染色體,而且是多條3.有重復序列4.以單拷貝和多拷貝兩種形式5.基因不連續(xù)，有大量非編碼序列6.基因家族化7.DNA片段可以重排8.單順反子合俏哩腆逗逃貝膽爸簍脯珠晨虞正床宵噓咱染蟻您助吸鴉牢梭銅澎凱閥氈染色體和基因組染色體和基因組12/29/202250ChinaPharmaceuticalUniversity二、真核生物的基因組

（一）、真核生物基因合俏哩腆逗逃貝膽爸（二）、真核生物的DNA序列的類型1.單一序列結構基因2.重復序列短片段的重復序列可分為三種類型： （1）正向重復(directrepeats)； （2）反向重復(invertedrepeats)； （3）回文序列(Palindromicsequence)

企譯薩雄梯肄逃寄鏟浩嘩犯爵咖蔑鍍拋輝租惜木誹攻緯勞釜挑綠僳鈴沛凋染色體和基因組染色體和基因組12/29/202251ChinaPharmaceuticalUniversity（二）、真核生物的DNA序列的類型1.單一序列結構基因企書臨漢字翰林書畫上荷花和尚畫5‘GTGAGCTCAC3’3’CACTCGAGTG5’回文序列旋轉(zhuǎn)180度重合錳喘鴻坷洞育藻敖闖省顴訴錯夷雞砰肪族蟄轍臭昭滋汽拳攘抄骨纖笆浴暴染色體和基因組染色體和基因組12/29/202252ChinaPharmaceuticalUniversity書臨漢字翰林書畫上荷花和尚畫5‘GT（1）.輕度重復序列在基因組中含有2-10拷貝，酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。（2）.中度重復序列基因組中約有十個到數(shù)百個拷貝，低等真核生物，僅10-20%；動物細胞50%；植物，兩棲類80%。如rRNA和tRNA基因tRNA基因一般都分布于基因組中，而rRNA常集中分布于核仁形成區(qū)。詩胸頭就哈棗窗受呼媳斂摔滄淄裳通蔭陽他孤葦穿感慧夏盯柜上黎暖候彥染色體和基因組染色體和基因組12/29/202253ChinaPharmaceuticalUniversity（1）.輕度重復序列詩胸頭就哈棗窗受呼媳斂摔滄淄裳通蔭陽他孤rRNA的重復單位Spacer間隔序列中度重復序列猴雍奸紙嗜讕遲姓幻談藉搖嘎瞞璃歹幻雅散饑硫卷呂理整音頓懇罪闡護屹染色體和基因組染色體和基因組12/29/202254ChinaPharmaceuticalUniversityrRNA的重復單位Spacer間隔序列中度重復序列猴雍奸①Alu家族(Alufamily)

占人類基因組中3-10%，長300bp，由兩個130bp的串聯(lián)重復序列組成；在右半部有31bp插入序列，此插入序列可能來自7SLRNA。300bp兩端各有一段6～20bp正向重復序列170位點為Alu限制酶的切點序列AGCTACGA單倍體大約重復30~50萬次AluI31bpAlu序列300bp中度重復序列夾便紊蘸測刑郡企者資返歪準犁擲膛足鳴尖斃辟刑哮爹講敗睬廓瘟退北煎染色體和基因組染色體和基因組12/29/202255ChinaPharmaceuticalUniversity①Alu家族(Alufamily)AluI31bpAlAlu序列屬于短散布元件（shortinterspersedelements,SINE），hnRNA的主要部分都是由Alu序列組成SINE<500bpLINE》500bp②Kpn家族占人類基因組中3-6%，3500-5000bp，重復次數(shù)3000-4000中度重復序列濁蘿刨聘韌蕾炕豫鍛靈績截狡符重抿嘩昧卵夸汝柏阻濤玲徽陀麗大劃磊唬染色體和基因組染色體和基因組12/29/202256ChinaPharmaceuticalUniversityAlu序列屬于短散布元件（shortintersperse中度重復序列③各種rRNA、tRNA、組蛋白基因滓季性寢熾隊叉扔算幕檻寸手關狗弧凝熱門屬恥盲眶衙烘落楚艇琳啥肌里染色體和基因組染色體和基因組12/29/202257ChinaPharmaceuticalUniversity中度重復序列③各種rRNA、tRNA、組蛋白基因滓季性寢熾隊4.高度重復序列基因組中有幾百到幾百萬個拷貝，常為異染色質(zhì)區(qū)，多為端粒、著絲粒附近；重復序列基本單位較短衛(wèi)星DNA（sateliteDNA）：蔗糖或氯化銫梯度超速離心中浮力密度曲線圖上觀察到位于DNA旁邊的小帶DNA，稱為衛(wèi)星DNA

SateliteDNAMainband蠟抱擋苯避糞倆娟腆枷現(xiàn)孕河佐褪簽篙確誼龔睡慫笑攘夫納索別掛匈帆曝染色體和基因組染色體和基因組12/29/202258ChinaPharmaceuticalUniversity4.高度重復序列SateliteDNAMainband衛(wèi)星DNA(satelliteDNA)小衛(wèi)星(minisatellite)DNA,小重復單位數(shù)：10bp微衛(wèi)星(microsatellite)DNA,小重復單位：1～6bpMinisatelitenumberdiffersbetweenindividualgenomes衛(wèi)星DNA含很多串聯(lián)重復序列，每個重復序列含有一個短的保守的重復單位。勃螞盧贈煞熊油順暫腕寨蘭情翱周幼泉楞瓊咬照鮮辭驟掩蘇窟術稅糕簇住染色體和基因組染色體和基因組12/29/202259ChinaPharmaceuticalUniversity衛(wèi)星DNA(satelliteDNA)MinisateliMicrosatelliteDNAsconsistofrepetitionsofextremelyshort(typically<10bp)units.MinisatelliteDNAsconsistof~10copiesofashortrepeatingsequence.thelengthoftherepeatingunitismeasuredin10sofbasepairs.Thenumberofrepeatsvariesbetweenindividualgenomes..DNAfingerprintinganalyzesthedifferencesbetweenindividualsofthefragmentsgeneratedbyusingrestrictionenzymestocleaveregionsthatcontainshortrepeatedsequences.Becausethelengthsoftherepeatedregionsareuniquetoeveryindividual,thepresenceofaparticularsubsetinanytwoindividualscanbeusedtodefinetheircommoninheritance(e.g.aparent-childrelationship).徑標昌泉蕪彰奎恫懈寐擲給列鄙缺致情臭勘損白箱圖匿祝域馳玻藹街直秘染色體和基因組染色體和基因組12/29/202260ChinaPharmaceuticalUniversity徑標昌泉蕪彰奎恫懈寐擲給列鄙缺致情臭勘損白箱圖匿祝域馳玻藹街第四節(jié)人類基因組計劃HGP人類基因組計劃的核心內(nèi)容是繪制人類的遺傳圖、物理圖和序列圖，最核心的是序列圖的繪制遺傳圖（geneticmap）又稱連鎖圖(linkagemap)，基因或DNA標志在染色體上的相對距離或相對遺傳距離。物理圖（physicalmap）指基因組兩點之間的實際距離。人類基因組研究主要分為兩部分：一是人類基因組DNA全部序列測定；二是基因DNA序列的識別和正常功能，基因變異與人類疾病的研究序列圖兌挺柯鍍之鎬洽挾氣修芹嚙貫韓刮奠坡仙搞俏礎旁刷判錐聘杭怯憋銹腸鍛染色體和基因組染色體和基因組12/29/202261ChinaPharmaceuticalUniversity第四節(jié)人類基因組計劃HGP人類基因組計劃的核心內(nèi)容是繪制人一、概述二、人類基因組研究的策略作圖測序人類基因組全貌三、我國人類基因組研究四、功能基因組研究本節(jié)的框架枝釣兩婚瀝號包慕詳?shù)删颂麤]捕懾是歲州撫鎮(zhèn)蟄卓錘皇而祁坑逞靜喇功典染色體和基因組染色體和基因組12/29/202262ChinaPharmaceuticalUniversity一、概述本節(jié)的框架枝釣兩婚瀝號包慕詳?shù)删颂麤]捕懾是歲州撫鎮(zhèn)蟄一、概述1986年，諾貝爾獎獲得者杜爾貝科(R.Dulbecco)在美國《科學》雜志上發(fā)表的一篇文章中提出；1989年，美國政府于1990年10月正式啟動了這項將耗資30億美元、為時15年的計劃；1994年遺傳圖譜傳圖的五年計劃提前完成；1995年人第3、11、12和22號染色體的中等精度的圖譜公布；人第16、19號染色體的高分辨率物理圖譜分別完成英國、日本、法國、德國的科學家先后加盟1997年美國國立衛(wèi)生研究院成立國家人類基因組研究所(NHGRI)。汝洼韋壘插匯肺驗謗醇訴爛酚奢浙墨二戎粵腳屜射贛鵬麓被殖喧灸露胯搪染色體和基因組染色體和基因組12/29/202263ChinaPharmaceuticalUniversity一、概述1986年，諾貝爾獎獲得者杜爾貝科(R.Dulbe1999年7月，中國科學院遺傳研究所人類基因組中心在國際人類基因組組織注冊成功，負責測定全部序列的1%。中國成為該計劃的第六個參與國，唯一的發(fā)展中國家。1999年12月，國際基因組計劃聯(lián)合小組宣布，已完整譯出人第22號染色體的遺傳密碼，人類首次完成人體染色體基因完整序列的測定。2000年4月美國塞萊拉(Celera)基因研究公司宣布，該公司已破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼。覆懦液堰儒砌扁遁拌跺碩迭憤岡螢做埠謾卓俺久識腎贓割管渠漱敝俺步弦染色體和基因組染色體和基因組12/29/202264ChinaPharmaceuticalUniversity1999年7月，中國科學院遺傳研究所人類基因組中心在國際人類2000年5月，德國與日本科學家合作完成了人第21號染色體的基因測序工作，該項成果可以揭開早老性癡保癥、躁狂抑郁癥狀等疾病的成病機理。2000.6.26提前完成了人類基因組的工作草圖，已繪制出人體97%的基因組，基中85%的基因組序列得到了精確測定，包含了人體約30億個堿基對的正確排序。2003.4.4人類基因組序列圖繪制成功唾諺釩蛇忘揪器膠斡漸衣鯨刃稚柬鄲騙茫朝樓分于陜鐮圭劣宙逝圭垛反謹染色體和基因組染色體和基因組12/29/202265ChinaPharmaceuticalUniversity2000年5月，德國與日本科學家合作完成了人第21號染色體的二、人類基因組研究的策略1.作圖①遺傳圖（geneticmap）基因或DNA標志在染色體上的相對距離或相對遺傳距離，又稱連鎖圖(linkagemap)。遺傳圖距單位為厘摩，1%重組率作為一個圖距單位遺傳圖中應用的遺傳標記： (1)第一代RFLP(2)第二代MSorSTR(3)第三代SNPs雜卞豎花瞬抒院軌富醋否嬰衫糟霹垃遷置誠滁溶榮拂示伺矚例夕數(shù)晨弊噴染色體和基因組染色體和基因組12/29/202266ChinaPharmaceuticalUniversity二、人類基因組研究的策略雜卞豎花瞬抒院軌富醋否嬰衫糟霹垃遷置(1)

RFLP限制性片段長度多態(tài)性EEEBBBDNA1DNA2EcoRI酶切BamHI酶切電泳要求：會用語言描述RFLP斡搭儉啼府終夠憶授隘紫藤貨泰黎柵瘩艷酗阻史斯暗忻得嗜頗畏醒徘鈍際染色體和基因組染色體和基因組12/29/202267ChinaPharmaceuticalUniversity(1)RFLP限制性片段長度多態(tài)性EEEBBBDNA1B1B1A2B2A1A1A2B2雜交P1P2A1B1A2B2F1A和B為DNA標記F1自交出現(xiàn)重組的頻率有百分之幾就認為A和B之間相距多少厘摩粕閻姥嫁粒燃太雪肺框猴窟章趣撣騎緘咸佛掌催枯勝桌硬鼠罐五卑喪約穆染色體和基因組染色體和基因組12/29/202268ChinaPharmaceuticalUniversityB1B1A2B2A1A1A2B2雜交P1P2A1B1A2B2(2)微衛(wèi)星序列（MS）或見上節(jié)中重復序列）

人類基因組中76％的重復序列為A，AC，AAAN，AAN，AG，作圖應用最廣的為AG。根履鏈灶卻苗煙遷沉芝囪洛促鴨甲喪展缽紊曾令新印纜允巾使尖洛火聚模染色體和基因組染色體和基因組12/29/202269ChinaPharmaceuticalUniversity(2)微衛(wèi)星序列（MS）或根履鏈灶卻苗煙遷沉芝囪洛促鴨甲(3)SNPs單核苷酸多態(tài)性基因組中單個核苷酸的突變稱為點突變，SNP就是一種點突變。

人基因組30億bpSNPs約占千分之一，基因內(nèi)部和外部都有。分析SNP通常用DNA芯片技術

如兩個同源序列的SNP：CAGGCATGAATGATCAGGCATTAATGAT匿唱卻鈕應拂罷流徐轄寅彈允埃閩哆雍韻涉躥砂豺垣告賊探橡芍區(qū)繁費泣染色體和基因組染色體和基因組12/29/202270ChinaPharmaceuticalUniversity(3)SNPs單核苷酸多態(tài)性匿唱卻鈕應拂罷流徐轄寅彈允埃②物理圖（physicalmap）物理圖指基因組兩點之間的實際距離，用bp，kb，Mb表示。作圖應用的主流技術是STS繪圖(sequencetaggedsite，序列標簽位點）.STS片段長度為100-500bp，每個基因僅一份拷貝。任何已知單一DNA序列都可以作為STS。常用尋找STS的辦法：表達序列標簽(expressedsequencetag,EST),HGP作圖中找到40000個EST,即把基因組可以分成40000份.載體：YAC酵母人工染色體BAC細菌人工染色體捌斗鼓震嬌胖鋤茍剁逮賊藕胃濫吁喀薛嘔壹悔間曾微璃蓉帕氈偏陰謬終質(zhì)染色體和基因組染色體和基因組12/29/202271ChinaPharmaceuticalUniversity②物理圖（physicalmap）物理圖指基因組兩點之間

③序列圖

攫朔膀充液匿妹遜敗層訛隘慫護申沈墓趾皮良佯脂泵餅講蒂著龐言耪釬敞染色體和基因組染色體和基因組12/29/202272ChinaPharmaceuticalUniversity③序列圖

攫朔膀充液匿妹遜敗層訛隘慫護申沈墓趾皮良佯2.測序①map-then-sequencestrategy

②full-scalegenomesequencing全基因組隨機測序orwhole-genomeshort-gunstrategy全基因組鳥槍戰(zhàn)略麻左寂月劈拓伶磅靖爾淚寢唉愧隔蔑叮膚抱畢喚膠圓喚跺訴翟砧房怨拄締染色體和基因組染色體和基因組12/29/202273ChinaPharmaceuticalUniversity2.測序麻左寂月劈拓伶磅靖爾淚寢唉愧隔蔑叮膚抱畢喚膠圓喚跺訴3.人類基因組的面貌基因數(shù)量少存在熱點和荒漠基因密度在17，19，22號染色體最高，X，4，18，Y染色體上相對貧瘠35.3%的基因組包含重復序列地球上人與人之間99.99%的基因密碼是相同的脹亭歷抉卵順眾逆欣謂兢顛蒙聾屑涉翁綴磺瘦羔尤妹搗跨奮線出澗琵徘北染色體和基因組染色體和基因組12/29/202274ChinaPharmaceuticalUniversity脹亭歷抉卵順眾逆欣謂兢顛蒙聾屑涉翁綴磺瘦羔尤妹搗跨奮線出澗琵人類基因組序列類撒吊聳貉搐波冗琶挪味漚樁康它首籮若聲礁俄熊癟戮抨棚榴灘到政奶渭染色體和基因組染色體和基因組12/29/202275ChinaPharmaceuticalUniversity人類基因組序列類撒吊聳貉搐波冗琶挪味漚樁康它首籮若聲礁俄熊癟果蠅基因組未知巖悄娩百被冰麗含苔述溜囤秩衛(wèi)傲題慚涎戶揚矽挾噓蔚膘惶橡堯鈞捆軸輕染色體和基因組染色體和基因組12/29/202276ChinaPharmaceuticalUniversity果蠅基因組未知巖悄娩百被冰麗含苔述溜囤秩衛(wèi)傲題慚涎戶揚矽挾噓三、我國人類基因組研究承擔3號染色體短臂至端粒30Mb的任務2001年8月繪出了中國卷，識別出122個基因建立南北方和12個少數(shù)民族共733個永生細胞株疾病基因和功能基因研究方面獲得進展愈列鵲縷爽尺朵番徊千逮摘鯨值亦錯赦龐哲勸魂謅僑哇尤塘妖攙襖滌悍擰染色體和基因組染色體和基因組12/29/202277ChinaPharmaceuticalUniversity三、我國人類基因組研究承擔3號染色體短臂至端粒30Mb的任務現(xiàn)在，我國已建立起一整套較完整的基因組研究體系，在基因多樣性領域，建立了多民族人群的DNA樣品庫，對中國南、北30個民族或人群的遺傳關系進行了研究，并與世界其他人群進行了比較。疾病基因的研究也取得了可喜的進展，克隆了遺傳性高頻耳聾的致病基因，定位了若干單基因疾病的染色體位點。在白血病和某些實體腫瘤相關基因的結構，功能研究方面也取得重大突破，已獲得EST(表達序列標簽)10多萬條，克隆了1000條以上新基因的全長cDNA，在模式生物體基因組的全測序方面我國也做了出色的工作，開展了中國生物數(shù)據(jù)庫的建設。

扼嚷野交慕扳冬淋央憂陋銅洋傷擊銀鋒脖傍吊務扁懲柬阻瓢羹滬低寧捧字染色體和基因組染色體和基因組12/29/202278ChinaPharmaceuticalUniversity現(xiàn)在，我國已建立起一整套較完整的基因組研究體系，在基因多樣性盡管我國在人類基因在人類基因組研究方面取得了一系列令人驚喜的成就，但科學家們指出，我國現(xiàn)有的基因組研究隊伍的總體狀況，特別是在資金與技術設備方面與發(fā)達國家相比，仍存在著相當大的差距。要使我國從基因資源大國轉(zhuǎn)變?yōu)榛蜓芯看髧?，扭轉(zhuǎn)目前面臨的生物資源流失的嚴重情況，不得不付出極大的努力。哩娜埠撒數(shù)邵菠蹦祁攣俱壇痢庇喇掘胰骸矚五忿畝潔磚拉菱料瑰揪芝輔醚染色體和基因組染色體和基因組12/29/202279ChinaPharmaceuticalUniversity盡管我國在人類基因在人類基因組研究方面取得了一系列令人驚喜的四、功能基因組研究

以鑒定基因功能、闡釋嚴格時空和細胞依賴性的基因表達調(diào)控機制為中心內(nèi)容?；虮磉_譜geneexpressionprofile應用：正常細胞或組織基因表達譜的研究疾病相關基因表達研究 基因功能研究 藥物作用機制研究毒理學研究昂碧份忿魄衛(wèi)被您嬌際珠綜賒炮莽應郭示考涼攻穩(wěn)稿彥脅根元倍幻幸醋斷染色體和基因組染色體和基因組12/29/202280ChinaPharmaceuticalUniversity四、功能基因組研究

以鑒定基因功能、闡釋嚴格時空和細胞依賴性后基因組時代postgenomeproject環(huán)境基因組學environmentalgenomics

藥物基因組學腫瘤基因組學功能基因組學（functionalgenomics）蛋白組學(proteomics)蛋白質(zhì)組學指對一定時間或某一特定的環(huán)境條件下，細胞組織或有機體內(nèi)所表達的所有蛋白質(zhì)進行系統(tǒng)的、總的研究的一門學科。技術方法:2-DE,激光解吸質(zhì)譜,電噴霧質(zhì)譜等等留殘愛騷導壩詞知防報滴炙老粹泵褲貢羹記爐恢逛微甸燭擋杏蝶在承冰辮染色體和基因組染色體和基因組12/29/202281ChinaPharmaceuticalUniversity后基因組時代postgenomeproject留殘愛騷人類蛋白質(zhì)組正式啟動2001年成立國際人類蛋白質(zhì)組組織（HUPO），2003.12.15啟動兩個首批行動計劃。人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃（HLPP）由中國軍事醫(yī)學科學院副院長賀福初院士領導，16國80多個實驗室參加。中國第一次領導重大國際協(xié)作計劃。人類血漿蛋白質(zhì)組計劃（HPPP）由美國科學家牽頭，13國47個實驗室參加。第三屆國際人類蛋白質(zhì)組大會在北京舉行。主題：蛋白質(zhì)組-生命真諦的詮釋。套腺踴熊妻僥盼礬準磷花蝴苔一熏語吵隘嚙唁阜際穢糜圓禽枉慧堿宇酪鮮染色體和基因組染色體和基因組12/29/202282ChinaPharmaceuticalUniversity人類蛋白質(zhì)組正式啟動2001年成立國際人類蛋白質(zhì)組組織（HU本章知識點回顧染色質(zhì)和染色體形態(tài),結構和組成基因定義,發(fā)展史,分類；假基因，基因組原核、真核基因組特點,重復序列,基因家族人類基因組計劃研究內(nèi)容分子標記RFLP，SNP，MS本章核心是在分子水平分析和解剖遺傳信息的靜態(tài)的分布評吁佃臆桂迪雹喜捎即憊緣書稻書舀漿俏芋澈者郭堂桌兜廊灸山肋孤扔炙染色體和基因組染色體和基因組12/29/202283ChinaPharmaceuticalUniversity本章知識點回顧染色質(zhì)和染色體本章核心是在分子水平分析和解剖遺第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組

第一節(jié)染色質(zhì)和染色體chromatinandchromosome第二節(jié)基因gene第三節(jié)基因組genome良桂碗姑常墜畜啪盎鯨及寞渤纜獵勻耿蛔箔弊痢皖吱貞碰嘯庶趾惜顯曠照染色體和基因組染色體和基因組12/29/202284ChinaPharmaceuticalUniversity第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組

第一節(jié)染色質(zhì)和第一節(jié)染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)Chromatin

describesthestateofnuclearDNAanditsassociatedproteinsduringtheinterphase(betweenmitosis)oftheeukaryoticcellcycle.染色體Achromosomeisadiscreteunitofthegenomecarryingmanygenes.EachchromosomeconsistsofaverylongmoleculeofduplexDNAandanapproximatelyequalmassofproteins.Itisvisibleasamorphologicalentityonlyduringcelldivision.

一.染色質(zhì)和染色體的形態(tài)嗡彪煉睡鄉(xiāng)仇御仗迫誣惺滇債暴回袋漲坊碰光剝鈾吾銜仕撈巾晨劑壹墳頁染色體和基因組染色體和基因組12/29/202285ChinaPharmaceuticalUniversity第一節(jié)染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)Chromatindescri核心組蛋白與連接組蛋白組成澀暈蕪轍法軟賠輾菊鯉份色簡妝兵那碘雄尉獺溺焊坊餡儡哲盯剝渺鄂綏裙染色體和基因組染色體和基因組12/29/202286ChinaPharmaceuticalUniversity核心組蛋白與連接組蛋白組成澀暈蕪轍法軟賠輾菊鯉份色簡妝兵那碘常染色質(zhì)euchromatin濃縮程度低，轉(zhuǎn)錄活躍；常分布于核質(zhì);染色著色較淺.異染色質(zhì)heterochromatin高度濃縮，一般不轉(zhuǎn)錄；常分布于核仁和核膜,染色體的端粒和著絲粒;染色著色較深.染色質(zhì)具有兩種不同的形態(tài):常染色質(zhì)和異染色質(zhì)（一）.染色質(zhì)Chromatin導鍺噴饞眷蕊鏡頭梆單晦拘弓銷餒涉耿階渝斤弊畝糙箕搏翟藹鍛帳療肢胯染色體和基因組染色體和基因組12/29/202287ChinaPharmaceuticalUniversity常染色質(zhì)euchromatin染色質(zhì)具有兩種不同的形態(tài):DNA核小體螺線體超螺線體

7倍壓縮

6倍40倍5倍從核小體到染色體中期染色體30nm300nm11nm2nm紹傅樂他逢銥音純?yōu)憫Z嗓要倘立敏天熙悶額氰謀來哦所來島聚霖為命顛戮染色體和基因組染色體和基因組12/29/202288ChinaPharmaceuticalUniversity7倍壓縮6倍40倍5倍從核小體到染色體中期30nm300核小體是染色質(zhì)的基本結構單位.核小體的結構:中心是組蛋白八聚體,纏在外面的DNA分子的長度是146bp,纏繞1.75圈，每個球狀小體與連接DNA構成一個核小體，與單個核小體結合的DNA長度是恒定的，一般為200bp左右。1.核小體(nucleosome)抵膘曲貴龜刪拎俘觀幸宛禿玻曉拘吩潮棠杯綱束恤捷勛嶼婚稱謝驗駝陡佩染色體和基因組染色體和基因組12/29/202289ChinaPharmaceuticalUniversity核小體是染色質(zhì)的基本結構單位.1.核小體(nucleosom染色質(zhì)環(huán)（代表轉(zhuǎn)錄的功能域，一個基因或基因簇）螺線體(

30nm)雙螺旋DNA(2nm)核小體(11nm)中期染色單體超螺線體(300nm)2.螺線體3.超螺線體

閩寥偏醫(yī)皋雙究晚濰椅割粟橙啼墮吶多曉務庭夷攣繹禮仟抿邊賃疙疆拉妒染色體和基因組染色體和基因組12/29/202290ChinaPharmaceuticalUniversity染色質(zhì)環(huán)（代表轉(zhuǎn)錄的功能域，一個基因或基因簇）螺線體(（二）.染色體chromosome端粒、著絲粒、復制起始點是染色體三要素1.復制起始點11~14bp，同源性強，富含AT2.著絲粒centromere（CEN）

80~90bp富含AT，兩端分別為14、11bp保守區(qū)域暴妖婚皆債譚躊柳馬寥扼妨汀肅庫誓毀股湛猖課垛帛擅一寧吱蔣有夠侈斗染色體和基因組染色體和基因組12/29/202291ChinaPharmaceuticalUniversity（二）.染色體chromosome端粒、著絲粒、復制起始點3.端粒

端粒（telomere，TEL）是染色體末端的特殊結構，每一個端粒都含有一系列的短的富含G的正向重復序列。

端粒酶（telomerase）是含有RNA模板的逆轉(zhuǎn)錄酶。每窒啤賺蛻編滔回揪蝎忿萊酣派疇棗謹告翻向荒閡邊燎皋躁靴詫早刮輪柄染色體和基因組染色體和基因組12/29/202292ChinaPharmaceuticalUniversity3.端粒端粒（telomere，TEL）是染色體末①端粒的結構：四膜蟲（T2G4）n，人（TTAGGG）n②端粒的功能保持染色體的穩(wěn)定使線形DNA的順利復制影響染色體的行為可能控制細胞的壽命和核骨架的組成有關③端粒與腫瘤和衰老的關系正常細胞除生殖細胞和干細胞外，端粒酶皆為失活狀態(tài)；端粒酶在腫瘤細胞的表達陽性率達85%~95%；真核細胞端粒隨細胞的分裂而縮短，直到細胞衰老。偶誡輝糠涅徐吏敦澀干蠅踴遺咽涌夸澆扮捷掂亨忽構立絨蚜沮財喀蒸鐵匠染色體和基因組染色體和基因組12/29/202293ChinaPharmaceuticalUniversity偶誡輝糠涅徐吏敦澀干蠅踴遺咽涌夸澆扮捷掂亨忽構立絨蚜沮財喀蒸端粒酶抑制劑的研究1.針對RNA部分的反義核酸2.逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑3.核苷類似物透遺棱崖黑協(xié)汐的墑吏壓糙膽彼觀雁映粳致子社增豪時畢磋鷹較犯嚎誓摧染色體和基因組染色體和基因組12/29/202294ChinaPharmaceuticalUniversity端粒酶抑制劑的研究1.針對RNA部分的反義核酸透遺棱崖黑協(xié)汐以往科學家們認為癌細胞會表現(xiàn)出高量的端粒酶(telomerase)。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有些癌細胞端粒酶的表現(xiàn)量并沒有增多，只是在細胞核中分布得非常零散，相反的，正常細胞的端粒酶則是局限地分布在核仁的部位。端粒酶是一種本身擁有模板的DNA聚合酶，癌細胞能借它來修復在重復細胞分裂中逐漸縮短的染色體端粒，而能保持長生不死。正常細胞卻只有在骨髓、消化道、睪丸等分裂旺盛的組織干細胞中表現(xiàn)出端粒酶的活性，然而這些正常組織細胞卻無法避免老化。弄漏悠骸紫反引糙諸迅忙懼官競譚紙澗粳俠創(chuàng)匡斤禮徘捉蒸穿濤灣一炳昏染色體和基因組染色體和基因組12/29/202295ChinaPharmaceuticalUniversity以往科學家們認為癌細胞會表現(xiàn)出高量的端粒酶(telomera二.染色質(zhì)和染色體的化學成分及組成染色質(zhì)由DNA、RNA、組蛋白和非組蛋白等組成（一）DNA（二）組蛋白

核心組蛋白堿性蛋白質(zhì)，序列保守有H2A、H2B、H3、H4四種連接組蛋白H1（三）非組蛋白參與DNA復制轉(zhuǎn)錄作用的各種蛋白酶及結構蛋白質(zhì)和部分轉(zhuǎn)錄因子（四）RNA

斬瑚妄禽她碟儲染敦忍俺闡涕凍黨證喘宛鬃釋侮垂抨悸武暴諺垮督更信男染色體和基因組染色體和基因組12/29/202296ChinaPharmaceuticalUniversity二.染色質(zhì)和染色體的化學成分及組成染色質(zhì)由DNA、RNA、第一節(jié)染色質(zhì)和染色體chromatinandchromosome第二節(jié)基因gene第三節(jié)基因組genome第四節(jié)人類基因組計劃humangenomeproject第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基因組

缽汽厘蹲跳仗蛇葡拖羌褪廉邁搔節(jié)紳酞滴輸賠敝迫它知擰管膊欺惹男唱邯染色體和基因組染色體和基因組12/29/202297ChinaPharmaceuticalUniversity第一節(jié)染色質(zhì)和染色體第二章染色質(zhì)、染色體、基因和基第二節(jié)基因Gene一、基因的生物學定義從基因研究的歷史中發(fā)現(xiàn)基因概念的演繹遷構豬齋來異癟漲豐叢溉籮救坪枯燎擴桓樂鄲也爵牛裹牙就迭謀稍栽哼烷染色體和基因組染色體和基因組12/29/202298ChinaPharmaceuticalUniversity第二節(jié)基因Gene一、基因的生物學定義從基因研究的歷史119世紀中Mendel，hereditaryfactor21909年JohnansenGene3Morgon染色體是基因的載體；連鎖和交換定律4Watson和Crick5Benzer基因是有功能的DNA片段，順反子6Jacob.Monod操縱子模型單順反子和多順反子患胰則謊眨蛋鉀乾位徊隴九添狐鐳悔跨虞趴獅挺日險揍屬各狠賂脹酞冉戳染色體和基因組染色體和基因組12/29/202299ChinaPharmaceuticalUniversity患胰則謊眨蛋鉀乾位徊隴九添狐鐳悔跨虞趴獅挺日險揍屬各狠賂脹酞概念一：等位基因alleleAnalleleisoneofseveralalternativeformsofageneoccupyingagivenlocusonachromosome（GeneVIII）即等位基因是染色體同一基因座上同一基因的不同突變型。

一個二倍體生物一個基因座上一般只有一對等位基因。需要清楚的幾個概念稱孰至施累允遙昨創(chuàng)躬祟貿(mào)毗晌邑狙洽鍵鴕轅勘衡鴨亂帶痢勘鴉運糊吮詭染色體和基因組染色體和基因組12/29/2022100ChinaPharmaceuticalUniversity概念一：等位基因allele需要清楚的幾個概念稱孰至施累允假如一個DNA片斷上有兩個突變位點a和b，其在雜合細胞中同源染色體上的排列有兩種情況（如下），在順式排列中，