分子生物學(xué)張尚宏 分子生物學(xué)

一、基因組與基因組學(xué)3.基因組學(xué)（Genomics）把基因組作為研究對(duì)象的學(xué)科（1）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）（2）功能基因組學(xué)（functionalgenomics）（3）進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionarygenomics）基因組學(xué)的三個(gè)有代表性“時(shí)代”編輯ppt3.基因組學(xué)（1）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）基因組結(jié)構(gòu)（genomestructure）

種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、種屬特異性定位基因（genemapping）

遺傳圖譜（geneticmap）與物理圖譜（physicalmap）：遺傳距離與物理距離測(cè)定基因組全序列（whole-genomesequencing）

結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究的主要目標(biāo)人類基因組計(jì)劃（theHumanGenomeProject）之前，只測(cè)定過一些病毒（X174、、T4等）的基因組全序列編輯pptPhageX174:5375nt編輯ppt編輯pptSequencingtimeline編輯ppt基因組全序列的測(cè)定

1995

流感嗜血菌（Haemophilus

influenzae）1,830kb枝原體Mycoplasma

genitalium

580,070bp，預(yù)計(jì)有500個(gè)基因1996

古細(xì)菌Methanococcus

jannaschii1,660kb釀酒酵母（Saccharomyces

cerevisiae）12,068kb，近6,000個(gè)潛在的蛋白質(zhì)編碼基因，近150個(gè)rRNA基因，近300個(gè)tRNA基因，還有幾十個(gè)核小分子RNA（snRNA）基因和一大批核仁小分子RNA（snoRNA）基因1997

大腸桿菌（Escherichia

coli）4,639kb（目前已測(cè)定數(shù)百種細(xì)菌的全序列）

多細(xì)胞生物1998秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis

elegans）97,000kb2000黑腹果蠅（Drosophila

melanogaster）180,000kb2000擬南芥（Arabidopsis

thaliana）120,000kb2000（6月）人類（Homosapiens）3,120,000kb編輯ppt3.基因組學(xué)（1）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)的成就大大促進(jìn)了生物信息學(xué)（bioinformatics）的發(fā)展編輯ppt3.基因組學(xué)（2）功能基因組學(xué)（functionalgenomics）大規(guī)模、高通量分析基因組中基因表達(dá)的技術(shù)

DNA微陣列（DNAmicroarray），

DNA芯片（DNAchip）基因功能的分析

基因剔除（geneknockout），RNAi編輯pptDNAmicroarray編輯ppt3.基因組學(xué)（2）功能基因組學(xué)（functionalgenomics）對(duì)基因組中基因本身的認(rèn)識(shí)（基因的概念）編碼蛋白質(zhì)的基因編碼功能RNA的基因

非編碼的DNA也可以是基因？編輯ppt3.基因組學(xué)（3）進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionarygenomics）在整體水平上研究基因和基因組的結(jié)構(gòu)、功能的起源與進(jìn)化比較基因組學(xué)（comparativegenomics）——進(jìn)化基因組學(xué)的初始階段通過比較，發(fā)現(xiàn)基因組中蛋白質(zhì)和功能RNA基因的密度與生物的復(fù)雜程度有一定的負(fù)相關(guān)編輯ppt不同生物基因組中基因的平均密度生物基因組中基因的平均密度

細(xì)菌1個(gè)基因/1kb酵母1個(gè)基因/2kb線蟲1個(gè)基因/5kb擬南芥1個(gè)基因/5kb果蠅1個(gè)基因/13kb人類1個(gè)基因/40kb密度的變化與基因組進(jìn)化中調(diào)控元件和“非基因DNA”的擴(kuò)增有關(guān)編輯ppt2005

BREAKTHROUGHOFTHEYEAR:EvolutioninAction2005年世界十大科學(xué)進(jìn)展之首——進(jìn)化研究的新突破編輯ppt人與黑猩猩基因組的比較Humanandchimpanzeedifferbyonlyabout1%inthenucleotidebasesthatcanbealignedbetweenourtwospecies,andtheaverageproteindiffersbylessthantwoaminoacids.Butasurprisinglylargechunkofnoncodingmaterialiseitherinsertedordeletedinthechimpascomparedtothehuman,bringingthetotaldifferenceinDNAbetweenourtwospeciestoabout4%.Science2005,310:1878-1879編輯ppt3.基因組學(xué)（3）進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionarygenomics）基因和基因組如何通過并非很多的基本結(jié)構(gòu)單位（構(gòu)件）的重組而進(jìn)化成新的基因和基因組（構(gòu)件在進(jìn)化中被反復(fù)使用）最原始的基因和基因組的起源，其后的進(jìn)化模式與過程編輯ppt鏈對(duì)稱(strandsymmetry)雙鏈DNA：A％＝T％G％＝C％AA％＝TT％AC％＝GT％AG％＝CT％……編輯ppt鏈對(duì)稱(strandsymmetry)單鏈DNA：A％≈T％G％≈C％AA％≈TT％AC％≈GT％AG％≈CT％……編輯ppt二核苷酸在基因組全序列中的鏈對(duì)稱性編輯ppt4.蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）（1）蛋白質(zhì)組（proteome）“一個(gè)基因組所表達(dá)的蛋白質(zhì)”“一種（或一個(gè)）細(xì)胞內(nèi)存在的全部蛋白質(zhì)（包括修飾后的各種蛋白質(zhì)）”“一個(gè)生物在其生活期間所產(chǎn)生的全部蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與活性”

（2）蛋白質(zhì)組學(xué)研究蛋白質(zhì)組的科學(xué)目前的研究主要是分析蛋白質(zhì)組中蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及功能編輯ppt4.蛋白質(zhì)組學(xué)（3）蛋白質(zhì)組學(xué)的研究技術(shù)二維凝膠電泳（蛋白質(zhì)的分離）質(zhì)譜（蛋白質(zhì)的分析）（4）后基因組學(xué)（post-genomics）功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等編輯ppt5.RNA組學(xué)（RNomics）RNA組與RNA組學(xué)（RNomics）轉(zhuǎn)錄組（transcriptome）與轉(zhuǎn)錄組學(xué)（transcriptomics）編輯pptORF(OpenReadingFrame)ORFeome編輯pptUsefulwebsitesforgenomics/genomics//genomics/links/

(Nature’sGenomeGateway)(OmicsGateway)/

(NCBI:NationalCenterf