分子生物學(xué)基因組與比較基因組學(xué)

分子生物學(xué)基因組與比較基因組學(xué)2、基因組得種類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)種類類核基因組(nucleoidgenome)

即原核基因組(prokaryoticgenome)核基因組(nucleargenome)即真核基因組(eukaryoticgenome)細(xì)胞器基因組(organellegenome)

線粒體基因組(mitochondrialgenome)葉綠體基因組(chloroplastgenome)2、基因組得種類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其她

病毒基因組(virusgenome)質(zhì)粒DNA(plasmidDNA)

又稱染色體外DNA(extrachromosomalDNA)(2)大小基因組大小(genomesize)一般以單倍體基因組得核酸量來衡量,單位有pg(10-12g)、Dalton(道爾頓)、bp或kb、Mb等1pg=6、02x1011Daltons=9、8x108bp生物得復(fù)雜程度與基因組大小得關(guān)系C值佯謬(C-ValueParadox)基因組中基因數(shù)目與基因組大小無關(guān)生物體單倍體基因組所含DNA總量稱為C值EukaryotesGenomesize:80,000foldsGenecontent:40~50folds9大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流(3)類核基因組和核基因組得結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類核基因組

環(huán)狀;基因排列緊密,較少非編碼序列:“streamlined”核基因組

多線狀;大小變化范圍很大;有大量得非編碼序列(重復(fù)序列、內(nèi)含子等)(4)非編碼序列(non-codingsequences)非編碼得重復(fù)序列(核基因組)

(a)局部分布得重復(fù)序列(localizedrepeatedsequences)

串聯(lián)式(tandem)得高度重復(fù)序列(highlyrepeatedsequences)(b)散布得重復(fù)序列(dispersedrepeatedsequences)

短得散布式重復(fù)序列(shortinterspersedelements,SINEs)長得散布式重復(fù)序列(longinterspersedelements,LINEs)內(nèi)含子(intron)

I類(groupIintron)II類(groupIIintron)III類(groupIIIintron)核mRNA內(nèi)含子(nuclearmRNAintron),即剪接體內(nèi)含子(spliceosomalintron)核tRNA內(nèi)含子(nucleartRNAintron)古細(xì)菌內(nèi)含子(archaebacterialintron)(5)細(xì)胞器基因組線粒體基因組在不同類型得生物(多細(xì)胞動物、高等植物、原生動物、藻類、真菌)中變化很大多細(xì)胞動物:細(xì)小、致密高等植物:復(fù)雜、不均一原生動物、藻類、真菌:或偏向于動物型,或偏向于植物型,但又有其各自得獨(dú)特之處2、基因組得種類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(5)細(xì)胞器基因組葉綠體基因組

比較均一,85~292kb特例:傘藻屬(Acetabularia),2000kb3、基因組學(xué)(Genomics)(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)得三個“時代”3、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)測定基因組全序列(whole-genomesequencing)

結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究得主要目標(biāo)人類基因組計劃(theHumanGenomeProject)之前,只測定過一些病毒(

X174、

、T4等)得基因組全序列Phage

X174:5375nt基因組全序列得測定

1995

嗜血流感菌(Haemophilus

influenzae)1,830kb枝原體Mycoplasma

genitalium

580,070bp,預(yù)計有500個基因1996

古細(xì)菌Methanococcus

jannaschii1,660kb釀酒酵母(Saccharomyces

cerevisiae)12,068kb,近6,000個潛在得蛋白質(zhì)編碼基因,近150個rRNA基因,近300個tRNA基因,還有幾十個核小分子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(目前已測定幾十種微生物得全序列)

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人類基因組計劃1、遺傳圖2、物理圖3、序列圖(*)4、轉(zhuǎn)錄圖意義(p369)遺傳圖(1)又稱為連鎖圖,基因(或DNA標(biāo)志)在染色體上得相對位置(遺傳距離)、(2)基因得重組頻率與兩個位點(diǎn)得距離成正相關(guān),重組頻率表示遺傳距離、連鎖---不重組,重組率為0、(3)有專門得計算公式,對復(fù)雜重組計算可能不準(zhǔn)確、(4)遺傳標(biāo)記

形態(tài)學(xué)標(biāo)記

蛋白標(biāo)記生物化學(xué)標(biāo)記DNA標(biāo)記第一代RFLP(限制性片段長度多態(tài)性)第二代短串聯(lián)重復(fù)序列(shorttandomrepeat,STR,重復(fù)次數(shù)多態(tài)性,小衛(wèi)星DNA,微衛(wèi)星DNA)第三代SNP(單核苷酸多態(tài)性)物理圖以已知DNA序列片段(序列標(biāo)簽位點(diǎn),STS)為路標(biāo),以堿基對(bp)為基本測量單位得基因組圖、STS只就是基因組中單拷貝得短DNA序列、建立物理圖,需要得到5套該基因組得DNA片段、(建立相互重疊得相連DNA片段群)比較準(zhǔn)確序列圖序列圖就是指整個人類基因組得核苷酸序列圖,也就是最詳盡得物理圖。代表性人類個體24條染色體,約30億對核苷酸轉(zhuǎn)錄圖在整個人類基因組中,只有1%～5%得DNA序列為編碼序列。在人體某一特定組織得細(xì)胞中,一般只有10%得基因就是表達(dá)得。如果能把某段DNA序列相應(yīng)得mRNA確定下來,就抓住了基因得主要部分,即可轉(zhuǎn)錄部分。所以,一張人類基因組得轉(zhuǎn)錄圖(也稱cDNA圖或表達(dá)序列圖)才就是人類基因圖得雛形。cDNA片段----表達(dá)序列標(biāo)簽ESTDNA得鳥槍法序列分析技術(shù)1、基因組DNA大片段文庫得構(gòu)建:(1)YAC----酵母人工染色體(2)BAC----細(xì)菌人工染色體2、靶標(biāo)鳥槍法(diretedshotgun)/Clonecontig法靶標(biāo)鳥槍法:根據(jù)染色體上已知基因或遺傳標(biāo)簽得位置來確定部分DNA片段得排列順序,再逐步確定各片段在染色體上得相對位置、Clonecontig法:用稀有酶將待測基因組降解為數(shù)百kb得片段再測序、結(jié)構(gòu)基因組學(xué)得成就大大促進(jìn)了生物信息學(xué)(bioinformatics)得發(fā)展(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)得技術(shù)

DNA芯片(DNAchip),即DNA微陣列(DNAmicroarray)基因功能得分析

基因剔除(geneknockout)對基因組中基因本身得認(rèn)識(基因得概念)編碼蛋白質(zhì)得基因

編碼功能RNA得基因

非編碼得DNA也可以就是基因？DNAmicroarray(3)進(jìn)化基因組學(xué)(evolutionarygenomics)在整體水平上研究基因和基因組得結(jié)構(gòu)、功能得起源與進(jìn)化比較基因組學(xué)(parativegenomics)——進(jìn)化基因組學(xué)得初始階段通過比較,發(fā)現(xiàn)基因組中蛋白質(zhì)和功能RNA基因得密度與生物得復(fù)雜程度有一定得負(fù)相關(guān)不同生物基因組中基