第6章 遺傳與變異-人類(lèi)基因組課件

第六章遺傳與變異—人類(lèi)基因組

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人類(lèi)基因組及其組成2

人類(lèi)遺傳性疾病3

癌基因與惡性腫瘤4人類(lèi)基因組計(jì)劃第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組1

人類(lèi)基因組及其組成1.1

人類(lèi)基因組的DNA序列組成1.

基因組及基因組學(xué)(1)基因組:

《遺傳學(xué)名詞》第二版中對(duì)“基因組”的釋義是指：一個(gè)單倍體細(xì)胞核中、一個(gè)細(xì)胞器(如線粒體,

葉綠體)中或一個(gè)病毒毒粒中所含的全部DNA(或RNA)分子的總稱(chēng)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因組(Genome)可分為核基因組、線粒體基因組、葉綠體基因組及病毒基因組。一般的定義是單倍體細(xì)胞中的全套染色體為一個(gè)基因組，或是單倍體細(xì)胞中的全部基因?yàn)橐粋€(gè)基因組。可是基因組測(cè)序的結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因編碼序列只占整個(gè)基因組序列的很小一部分。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組因此，基因組應(yīng)該指單倍體細(xì)胞中包括編碼序列和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA分子。說(shuō)的更確切些，核基因組是單倍體細(xì)胞核內(nèi)的全部DNA分子；線粒體基因組則是一個(gè)線粒體所包含的全部

DNA分子；葉綠體基因組則是一個(gè)葉綠體所包含的全部

DNA分子。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組不同的生物,基因組的大小差別很大基因組是原核細(xì)胞內(nèi)構(gòu)成染色體的一個(gè)DNA分子(霍亂菌有一大一小兩個(gè)環(huán)狀DNA分子)。而真核生物有細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì),染色體在細(xì)胞核內(nèi),細(xì)胞器在細(xì)胞質(zhì)中。真核生物的基因組是指單倍體細(xì)胞核內(nèi)整套染色體所包含的DNA分子。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

而細(xì)胞器中的基因組則應(yīng)區(qū)分線粒體的基因組(動(dòng)、植物均有)和葉綠體基因組

(行光合作用的植物)。人類(lèi)的核基因組是指單倍體細(xì)胞核中整套染色體上(22+X+Y)所具有的全部

DNA分子。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組(2)基因組學(xué)基因組學(xué)（英文genomics）臺(tái)灣譯作基因體學(xué)，基因組學(xué)出現(xiàn)于19世紀(jì)80年代，19世紀(jì)90年代隨著幾個(gè)物種基因組計(jì)劃的啟動(dòng)，基因組學(xué)取得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。20世紀(jì)末基因組研究的迅猛發(fā)展而形成的一個(gè)新的遺傳學(xué)分支學(xué)科，其研究基因以及在遺傳中的功能。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因組學(xué)的分類(lèi):基因組學(xué)是研究生物基因組和如何利用基因的一門(mén)學(xué)問(wèn)。該學(xué)科提供基因組信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)利用，試圖解決生物，醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域的重大問(wèn)題?；蚪M學(xué)分成結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(structuralgenomics)和功能基因組學(xué)

(functionalgenomics)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的概念:結(jié)構(gòu)基因組學(xué):

是研究基因和基因組的結(jié)構(gòu),各種遺傳元件的組成物質(zhì)的序列特征,基因定位和基因組的作圖等。功能基因組學(xué):

旨在是基因組水平上闡明DNA序列的功能,著重研究不同的序列結(jié)構(gòu)所具有的不同功能,基因的表達(dá)與調(diào)控,基因與環(huán)境之間的相互作用等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因組學(xué)能為一些疾病提供新的診斷和治療方法。例如，對(duì)剛診斷為乳腺癌的女性，一個(gè)名為“OncotypeDX”的基因組測(cè)試，能用來(lái)評(píng)估病人乳腺癌復(fù)發(fā)的個(gè)體危險(xiǎn)率以及化療效果，這有助于醫(yī)生獲得更多的治療信息并進(jìn)行個(gè)性化醫(yī)療?；蚪M學(xué)還被用于食品與農(nóng)業(yè)部門(mén)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因組學(xué)的主要工具和方法包括：生物信息學(xué)、遺傳分析、基因表達(dá)測(cè)量和基因功能鑒定。近年來(lái)基因組學(xué)研究如雨后春筍般蓬勃興起,

該領(lǐng)域的研究成果已經(jīng)包括599種病毒和類(lèi)病毒(viroid),205種天然質(zhì)粒,185種細(xì)胞器,31種真細(xì)菌,7種古細(xì)菌,1種單細(xì)胞真核生物,2種動(dòng)物和1種植物的全基因組序列的測(cè)定。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.人類(lèi)基因組的DNA序列組成人類(lèi)基因組有總長(zhǎng)約3.2×109bp的DNA，只有3.4—3.5萬(wàn)個(gè)基因，涵蓋編碼各種蛋白,也包括編碼tRNA和rRNA的基因?；騼?nèi)存在大量的非編碼序列,如內(nèi)元和調(diào)節(jié)序列(如啟動(dòng)子區(qū))等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

人類(lèi)基因組擁有數(shù)量巨大的基因外DNA,

約占總數(shù)的80%~90%。主要包括各種類(lèi)型的重復(fù)序列,如衛(wèi)星

DNA

,小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA等等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組1.2人類(lèi)基因組各組成成分的基本特征

1.基因（Gene,Mendelianfactor）是指攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列，也稱(chēng)為遺傳因子，是控制生物性狀的基本遺傳單位,在染色體上呈線性排列?；蛲ㄟ^(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息，從而控制生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.基因外DNA大多數(shù)基因外DNA序列(70%~80%)是以單一或低拷貝數(shù)的形式存在的,其余(20%~30%)是中度或高度重復(fù)序列。重復(fù)序列(repetitivesequence)是指在基因組中重復(fù)出現(xiàn)的DNA序列。人類(lèi)基因組中有大量的重復(fù)序列。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

高度重復(fù)序列：重復(fù)幾百萬(wàn)次，一般是少于10個(gè)核苷酸殘基組成的短片段。如異染色質(zhì)上的衛(wèi)星DNA。它們是不翻譯的DNA片段。在小鼠中約占基因組的10％。中度重復(fù)序列：重復(fù)次數(shù)為幾十次到幾千次。在小鼠中約占20％。如rRNA基因、tRNA基因和某些蛋白質(zhì)（如組蛋白、肌動(dòng)蛋白、角蛋白等）的基因。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組重復(fù)序列分成兩大類(lèi)根據(jù)重復(fù)序列在基因組中的組織形式,分為分散重復(fù)序列(dispersedrepetitivesequence)和串聯(lián)重復(fù)序列(tandemrepetitivesequence)兩類(lèi)。單一序列是在整個(gè)基因組里只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次的DNA序列,基因序列多半是單一序列,但有些基因在基因組內(nèi)的拷貝數(shù)也不止一個(gè),同時(shí)基因序列也有單一序列。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

單一序列在小鼠中約占基因組的70％。如珠蛋白基因、卵清蛋白基因、絲心蛋白基因。實(shí)驗(yàn)證明，所有真核生物染色體可能均含重復(fù)序列而原核生物一般只含單一序列。高度和中度重復(fù)序列的含量隨真核生物物種的不同而變化。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.

分散重復(fù)序列這些DNA序列一般屬于中度重復(fù)序列,以散在的方式分布于基因組中。依重復(fù)單位的長(zhǎng)度又分為長(zhǎng)分散重復(fù)序列(LINE)和短分散重復(fù)序列(SINE)。人類(lèi)基因組中最典型的SINE的代表是Alu家族,由于這種DNA序列中有限制酶AluⅠ的識(shí)別序列ACCT,故稱(chēng)為Alu重復(fù)序列。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組Alu家族的結(jié)構(gòu)和功能Alu家族是人類(lèi)基因組中含量最豐富的中度重復(fù)序列,在整個(gè)人類(lèi)基因組中散布有100萬(wàn)份拷貝,

平均每4~6kb就有一個(gè)Alu序列,每個(gè)序列的平均長(zhǎng)度為282bp。Alu重復(fù)序列較集中在染色體的基因轉(zhuǎn)錄最活躍的區(qū)段。其功能可能與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)及DNA復(fù)制的起始有關(guān)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組LINE的結(jié)構(gòu)和功能LINE有更長(zhǎng)的序列,重復(fù)單元的長(zhǎng)度在1000bp

以上,在人類(lèi)基因組中有上萬(wàn)份拷貝。LINE是一類(lèi)反轉(zhuǎn)錄元件(或稱(chēng)因子),這些序列在人類(lèi)基因組中通過(guò)轉(zhuǎn)座(transposition)而移動(dòng)位置。人類(lèi)基因組中著名的LINE是LINE-1(L1)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組4.簇狀重復(fù)序列人類(lèi)基因組中有廣泛的區(qū)域含有首尾相連成長(zhǎng)串聯(lián)狀的重復(fù)序列。這些序列稱(chēng)為串聯(lián)重復(fù)序列或稱(chēng)簇狀重復(fù)序列。根據(jù)重復(fù)單元的大小或重復(fù)序列簇的長(zhǎng)度,分為衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA3種。衛(wèi)星DNA是一類(lèi)重復(fù)單元很大的高度重復(fù)序列,其長(zhǎng)度為100~5000bp。一般分布在染色體的異染色質(zhì)區(qū)(端粒、著絲粒)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組小衛(wèi)星DNA的長(zhǎng)度通常在9~70kb之間。重復(fù)單元的數(shù)目(n)為幾個(gè)至幾百個(gè)。主要存在于染色體末端靠近端粒的區(qū)域。由于同一物種不同個(gè)體間,在給定的基因座上,重復(fù)數(shù)目是可變的,所以小衛(wèi)星DNA串聯(lián)重復(fù)又稱(chēng)數(shù)目可變串聯(lián)重復(fù)。微衛(wèi)星DNA分布于染色體的任何區(qū)域,由1-4個(gè)核苷酸的單元重復(fù)串聯(lián)而成,可長(zhǎng)達(dá)幾十個(gè)堿基對(duì)地幾百個(gè)堿基對(duì),在基因的間隔區(qū)和內(nèi)元等非編碼區(qū)內(nèi)廣泛存在。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

在人類(lèi)基因組中至少有3萬(wàn)個(gè)微衛(wèi)星序列基因座。基因組中兩個(gè)核苷酸的重復(fù)(如CA重復(fù))非常普遍，平均每30~60kb就存在一個(gè)這類(lèi)重復(fù)序列,其重復(fù)次數(shù)(n)大約為15~60。這類(lèi)短序列的微衛(wèi)星DNA又稱(chēng)短串聯(lián)重復(fù)(shorttandemrepeat,STR)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2人類(lèi)遺傳性疾病人類(lèi)遺傳性疾病humangeneticdiseases

是指遺傳物質(zhì)發(fā)生改變或者由致病基因所控制的疾病,通常具有垂直傳遞和終身性的特征。遺傳病具有由親代向后代傳遞的特點(diǎn)。這種傳遞不僅是指疾病的傳遞,最根本的是指致病基因的傳遞。所以,發(fā)病表現(xiàn)出一定的家族性。父母的生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)里攜帶的致病基因,通過(guò)生殖傳給子女并引起發(fā)病,而且這些子女結(jié)婚后還可能把致病基因傳給下一代。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.1染色體病chromosomedisease由于染色體的數(shù)目或形態(tài)、結(jié)構(gòu)異常引起的遺傳性疾病。迄今已知的染色體病約300余種。染色體病的典型實(shí)例是第5號(hào)染色體缺失導(dǎo)致的“貓叫綜合征”(criduchat,“cat-cry”)?；加小柏埥芯C合征”的新生兒,表現(xiàn)出智力遲緩,頭小,耳位低,眉間寬,眼裂外斜,通貫手,哭聲像小貓的咪嗚咪嗚叫。患者往往在幼年或童年早期死亡。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組染色體病的種類(lèi)和臨床表現(xiàn)常染色體病由常染色體異常引起，臨床表現(xiàn)先天性智力低下、發(fā)育滯后及多發(fā)畸形。如“貓叫綜合征”和21三體。性染色體病由性染色體異常引起，臨床表現(xiàn)性發(fā)育不全、智力低下、多發(fā)畸形等。如原發(fā)性小睪丸癥、卵巢退化癥、XXY、多Y男人(XYY、XXYY)、多X女人(XXXY、XXXXY、XXX)和XO、性染色體嵌合體如46(XX)/47(XXY)嵌合體和46(XY)/45(X)嵌合體等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組唐氏綜合征21三體綜合征,又稱(chēng)先天性愚型或唐氏綜合征

(Down’ssynrome)是人類(lèi)21條染色體在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)發(fā)生不分離,那么一半配子會(huì)攜帶一條多余的21號(hào)染色體。當(dāng)這些帶有一條多余的21號(hào)染色體的配子與正常的配子結(jié)合時(shí),21三體就產(chǎn)生了。發(fā)病率為1/600-1/800,不會(huì)生育。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組Klinefeler綜合征男性攜帶一條多余的X染色體(XXY),發(fā)病率為

1/1000-1/2000。多數(shù)患Klinefeler綜合征,外貌男性,具有男性性器官,但是睪丸異?？s小并且導(dǎo)致不育,身長(zhǎng)比一般男性高。這種綜合征伴有乳房增大和其他女性身體的輪廓,

患者智力往往正常。攜帶超過(guò)一條多余的性染色體的個(gè)體也會(huì)患Klinefeler綜合征,如XXYY、XXXY、XXXXY。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組Turner綜合征具有一條多余的X染色體的女性稱(chēng)為“超雌”(XXX),表現(xiàn)正常但生殖力有問(wèn)題。缺少一條X染色體的女性(XO)不育,因?yàn)槁殉餐耆笔?原發(fā)性閉經(jīng),她們成年后性器官仍未成熟。這些女性患有Turner綜合征,她們身材矮小,不能發(fā)育第二性征。發(fā)病率為1/3500

。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組性染色體的影響多一條或少一條性染色體,常使性腺發(fā)育不全,

失去生育能力。少一條性染色體的影響比多一條性染色體的影響要大。XO個(gè)體遠(yuǎn)比XXY少見(jiàn)。Y染色體有強(qiáng)烈(特殊)的男性化作用。有Y染色體存在,性別分化趨向男性,體內(nèi)出現(xiàn)睪丸等男性器官,外貌像男性(因?yàn)閅染色體上存在決定雄性睪丸的發(fā)育基因,能產(chǎn)生H-Y抗原)。而沒(méi)有Y染色體存在時(shí),性別分化趨向女性,體內(nèi)出現(xiàn)卵巢,外貌像女性,不能產(chǎn)生H-Y抗原。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.2單基因?。╩onogenicdisorder）：主要與一對(duì)致病基因有關(guān),它們按簡(jiǎn)單的孟德?tīng)柗绞竭z傳。至今已知有6000多種遺傳性疾病是由單基因顯性或隱性突變引起的。人類(lèi)的體細(xì)胞核中染色體是成對(duì)的，其染色體上的基因也是成對(duì)的。如果一種遺傳病的發(fā)病涉及一對(duì)基因，這對(duì)基因就成為主基因，它所導(dǎo)致的疾病就成為單基因病。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組突變基因可在常染色體上或性染色體上根據(jù)致病基因所在的染色體和顯、隱性關(guān)系,

可有6種遺傳方式:常染色體顯性遺傳,常染色體隱性遺傳,X連鎖顯性遺傳,X連鎖隱性遺傳和

Y連鎖遺傳及線粒體病。線粒體?。褐虏』蛟诩?xì)胞質(zhì)中，只有母系

(母親)遺傳。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組1.隱性遺傳病(1)常染色體隱性遺傳病:

已發(fā)現(xiàn)千余種,如白化病、苯丙酮尿癥、黑尿癥、先天性聾啞、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、半乳糖血癥和呆小癥等。(2)X連鎖隱性遺傳病:

已發(fā)現(xiàn)兩百余種,如紅綠色盲、血友病、肛門(mén)閉鎖癥、血鱗癬癥、進(jìn)行性肌肉營(yíng)養(yǎng)不良等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.顯性遺傳病(1)常染色體顯性遺傳病:

已發(fā)現(xiàn)1000多種，如多發(fā)性結(jié)腸息肉、軟骨成骨發(fā)育不全侏儒癥、享氏舞蹈癥、禿頭、并指、多指(趾)、偏頭痛癥等。(2)X連鎖顯性遺傳病:

目前只發(fā)現(xiàn)十余種，如遺傳性腎炎、鐘擺型眼球震顫癥、抗維生素D佝僂癥等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.X連鎖遺傳病包括X連鎖顯性遺傳病和X連鎖隱性遺傳病。血友病X連鎖遺傳病的特點(diǎn):

只有XX同時(shí)有致病基因才表現(xiàn)患病,男性只要X染色體上有致病基因就表現(xiàn)患病。因此,

社會(huì)調(diào)查表明伴性遺傳病總是男性多于女性患者。X連鎖伴性遺傳病是由男性通過(guò)他的女兒傳給他的外孫，是交叉遺傳。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組Y連鎖遺傳病的特點(diǎn):基因位于性染色體上，遺傳總是和性別相關(guān)聯(lián)的，叫做伴性遺傳。包括X連鎖顯性遺傳病和X連鎖隱性遺傳病及Y連鎖遺傳病。Y連鎖遺傳病，全雄遺傳病，限雄遺傳病，如外耳道多毛癥(毛耳:耳廓上長(zhǎng)出濃密而硬的長(zhǎng)毛)、刺猬皮癥等。致病基因隨Y染色體而傳遞,由父?jìng)髯?子傳孫,

女性不會(huì)患此病。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.3多基因遺傳病多基因遺傳病(polygenicdisease)是由許多對(duì)基因共同控制的。是由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用而呈現(xiàn)的性狀變異。如哮喘、糖尿病、原發(fā)性高血壓、先天性心臟病、先天性畸形足、先天畸形(唇裂、腭裂)、腫瘤、心血管病、精神分裂癥(神經(jīng)-精神類(lèi)疾病)、代謝性疾病、免疫性疾病、無(wú)腦兒等常見(jiàn)病。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組多基因遺傳病的特點(diǎn):(1)有家族聚集現(xiàn)象,在患者親屬發(fā)病率較高,在一般群體中發(fā)病率較低,大約只在1%~10%之間。(2)病癥表現(xiàn)程度是多基因作用效應(yīng)的累積,單個(gè)基因作用效應(yīng)是微弱的,易受環(huán)境因素影響。在同類(lèi)患者之間存在有許多中間類(lèi)型,如農(nóng)作物的高度、產(chǎn)量等。(3)生過(guò)患兒的夫婦，其后代再生孩子,則復(fù)發(fā)危險(xiǎn)率增高。因?yàn)樗麄儙в邢喈?dāng)多的致病基因,以脊椎裂為例,生了一個(gè)病兒后復(fù)發(fā)危險(xiǎn)率為4%，生了兩個(gè)病兒后復(fù)發(fā)危險(xiǎn)率為10%。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組優(yōu)生和優(yōu)生學(xué)優(yōu)生是1883年由人類(lèi)學(xué)家高爾頓(Galton)首先提出來(lái)的,主張通過(guò)選擇性婚配減少不良遺傳素質(zhì)。優(yōu)生學(xué)（eugenics）是應(yīng)用醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的原理來(lái)研究改善人類(lèi)遺傳素質(zhì)的一門(mén)科學(xué)。專(zhuān)門(mén)研究使一個(gè)民族未來(lái)的遺傳素質(zhì)在肉體和精神兩方面向前進(jìn)或衰退的社會(huì)因素的學(xué)科。研究如何改良人的遺傳素質(zhì)，產(chǎn)生優(yōu)秀后代的學(xué)科。主要措施涉及各種影響婚姻和生育的社會(huì)因素，如宗教法律、經(jīng)濟(jì)政策、道德觀念、婚姻制度等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3癌基因與惡性腫瘤腫瘤(tumor)是一類(lèi)疾病的總稱(chēng),其基本特征是正常的細(xì)胞增殖與凋亡失控,擴(kuò)張性增生的細(xì)胞群形成腫塊。其中的一類(lèi)惡性腫瘤(malignanttumor)就是我們通常所指的癌癥(cancer),它區(qū)別于良性腫瘤的重要特性是一群能侵襲周?chē)M織和器官的癌細(xì)胞有遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移能力,破壞受侵染的臟器,最終使機(jī)體衰亡。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

腫瘤分為良性腫瘤和惡性腫瘤，一般所說(shuō)的癌即指惡性腫瘤而言。惡性腫瘤從組織學(xué)上分為上皮性癌和非上皮性的肉瘤及血液癌。良性和惡性的區(qū)別常根據(jù)臨床的預(yù)后加以判定。兩者的鑒別常常很難有嚴(yán)格的區(qū)別。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組良性腫瘤和惡性腫瘤的區(qū)別良性腫瘤和惡性腫瘤由各個(gè)腫瘤細(xì)胞所處的環(huán)境條件來(lái)決定。有的學(xué)者主張良性腫瘤和惡性腫瘤之間是存在著連續(xù)的階段，可是有的良性腫瘤例如前列腺腺瘤、乳腺纖維腺瘤、子宮肌瘤、血管球瘤等是和內(nèi)分泌、神經(jīng)等機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制有密切關(guān)系的組織增生，因而有的學(xué)者主張它和惡性腫瘤有本質(zhì)上的區(qū)別。惡性腫瘤對(duì)人類(lèi)健康和生命的威脅很大，它和心血管疾患已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)上的兩大難關(guān)，是疾病導(dǎo)致死亡原因的頭兩位。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3癌基因與惡性腫瘤

3.1原癌基因與抑癌基因1.病毒癌基因和原癌基因病毒癌基因：存在于病毒（大多是逆轉(zhuǎn)錄病毒）基因組中能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。它不編碼病毒結(jié)構(gòu)成分，對(duì)病毒無(wú)復(fù)制作用，但是當(dāng)受到外界的條件激活時(shí)可產(chǎn)生誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生的作用。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組原癌基因（oncogene）是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的，在進(jìn)化上高等保守。當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，使細(xì)胞過(guò)度增殖，從而形成腫瘤。腫瘤細(xì)胞中存在著顯形作用的癌基因，在正常細(xì)胞中有與之同源的正常基因,被稱(chēng)為原癌基因。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組原癌基因表達(dá)的特點(diǎn)：(1)正常細(xì)胞中原癌基因的表達(dá)水平一般較低，而且是受生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的，其表達(dá)主要有三個(gè)特點(diǎn)：①具有分化階段特異性；②細(xì)胞類(lèi)型特異性；③細(xì)胞周期特異性。(2)腫瘤細(xì)胞中原癌基因的表達(dá)有2個(gè)比較普遍突出的特點(diǎn)：第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組原癌基因表達(dá)的特點(diǎn)：(2)腫瘤細(xì)胞中原癌基因的表達(dá)有2個(gè)比較普遍突出的特點(diǎn)：①一些原癌基因具有高水平的表達(dá)成過(guò)度表達(dá)②原癌基因的表達(dá)程度和次序發(fā)生紊亂，不再具有細(xì)胞周期特異性。(3)細(xì)胞分化與原癌基因表達(dá)

在分化過(guò)程中，與分化有關(guān)的原癌基因表達(dá)增加，而與細(xì)胞增殖有關(guān)的原癌基因表達(dá)受抑制。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.抑癌基因抑癌基因也稱(chēng)為抗癌基因。早在1960年，有人將癌細(xì)胞與同種正常成纖維細(xì)胞融合，所獲雜種細(xì)胞的后代只要保留某些正常親本染色體時(shí)就可表現(xiàn)為正常表型，但是隨著染色體的丟失又可重新出現(xiàn)惡變細(xì)胞。這一現(xiàn)象表明，正常染色體內(nèi)可能存在某些抑制腫瘤發(fā)生的基因，它們的丟失、突變或失去功能，使激活的癌基因發(fā)揮作用而致癌。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.2

癌癥的遺傳學(xué)基礎(chǔ)1.基因突變(genemutation)是一個(gè)基因內(nèi)部可以遺傳的結(jié)構(gòu)的改變。又稱(chēng)為點(diǎn)突變，通常可引起一定的表型變化。廣義的突變包括染色體畸變。狹義的突變專(zhuān)指點(diǎn)突變。實(shí)際上畸變和點(diǎn)突變的界限并不明確，特別是微細(xì)的畸變更是如此。野生型基因通過(guò)突變成為突變型基因。突變型一詞既指突變基因，也指具有這一突變基因的個(gè)體。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因突變的特性①隨機(jī)性：指基因突變的發(fā)生在時(shí)間上、在發(fā)生這一個(gè)突變的個(gè)體上、在發(fā)生突變的基因上都是隨機(jī)的。在高等植物中所發(fā)現(xiàn)的無(wú)數(shù)突變都說(shuō)明基因突變的隨機(jī)性。在細(xì)菌中則情況遠(yuǎn)為復(fù)雜。②可逆性：突變基因又可以通過(guò)突變而成為野生型基因，這一過(guò)程稱(chēng)為回復(fù)突變。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因突變的特性正向突變率總是高于回復(fù)突變，一個(gè)突變基因內(nèi)部只有一個(gè)位置上的結(jié)構(gòu)改變,才能使它恢復(fù)原狀。③稀有性：突變是極為稀有的，野生型基因以極低的突變率發(fā)生突變。④少利多害性：一般基因突變會(huì)產(chǎn)生不利的影響，被淘汰或死亡，但有極少數(shù)會(huì)使物種增強(qiáng)適應(yīng)性。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.多次遺傳改變的致癌作用致癌作用(carcinogenesis)是指環(huán)境有害因素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為腫瘤的過(guò)程。化學(xué)致癌(chemicalcarcinogenesis)是指化學(xué)物質(zhì)引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為腫瘤的過(guò)程。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.3改變生活方式能降低癌癥的危險(xiǎn)性具有這類(lèi)作用的化學(xué)物質(zhì)稱(chēng)為化學(xué)致癌物(chemicalcarci-nogen)。在毒理學(xué)中，“癌”的概念廣泛，包括上皮的惡性病變(癌)，也包括間質(zhì)的惡性病變（肉瘤）及良性腫瘤。這是因?yàn)槠駷橹股形窗l(fā)現(xiàn)只誘發(fā)良性腫瘤的致癌物，而且良性腫瘤有惡變的可能。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組4人類(lèi)基因組計(jì)劃

4.1什么是人類(lèi)基因組計(jì)劃人類(lèi)基因組計(jì)劃(humangenomeproject,HGP)

是美國(guó)科學(xué)家沃森等先提出了測(cè)定人類(lèi)基因組全序列的建議，是在1985年5月，能源部在美國(guó)加利福尼亞州的圣克魯茲召開(kāi)的一次會(huì)議上，第一次認(rèn)真討論這個(gè)建議，由此形成了美國(guó)能源部的“人類(lèi)基因組計(jì)劃”草案。于1990年10月1日正式啟動(dòng)的。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

美國(guó)、英國(guó)、法蘭西共和國(guó)、德意志聯(lián)邦共和國(guó)、日本和我國(guó)科學(xué)家共同參與了這一價(jià)值達(dá)30億美元的人類(lèi)基因組計(jì)劃。這一計(jì)劃旨在為30多億個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的人類(lèi)基因組精確測(cè)序，發(fā)現(xiàn)所有人類(lèi)基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類(lèi)全部遺傳信息，使人類(lèi)第一次在分子水平上全面地認(rèn)識(shí)自我。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組“人類(lèi)基因組計(jì)劃”分為兩個(gè)階段：具有DNA序列圖以前的計(jì)劃和DNA序列圖計(jì)劃。DNA序列圖以前的計(jì)劃包括物理圖、轉(zhuǎn)錄圖、遺傳圖。DNA序列圖計(jì)劃包括序列圖、基因圖。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)時(shí)代正向功能基因組學(xué)時(shí)代過(guò)渡，新時(shí)代的最終目的是闡明基因組所表達(dá)的真正執(zhí)行生命活動(dòng)的全部蛋白質(zhì)的表達(dá)規(guī)律和生物功能。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組“人類(lèi)基因組計(jì)劃”是解讀人類(lèi)的基因組上的所有基因，分析24條染色體DNA分子中的四種堿基對(duì)。30億個(gè)堿基對(duì)是一個(gè)很長(zhǎng)的序列，為了更好地搞清這個(gè)長(zhǎng)序列，需要有其他輔助工作配合。1994年完成了具有5826個(gè)動(dòng)態(tài)性標(biāo)志，分辨率高達(dá)0.7cM的遺傳圖譜。1998年成立的美國(guó)Celera公司宣布將用“全基因組鳥(niǎo)槍法”策略在3年內(nèi)測(cè)定人類(lèi)基因組全序列。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組“人類(lèi)基因組計(jì)劃”經(jīng)過(guò)全球16個(gè)中心的科學(xué)家的共同努力，終于實(shí)現(xiàn)了既定目標(biāo)，而Celera公司也取得了重大進(jìn)展，最終雙方達(dá)成協(xié)議，于2000年6月26日共同宣布了工作框架圖的成果?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)人類(lèi)基因數(shù)目大約為3.4萬(wàn)至3.5萬(wàn)個(gè)，僅比果蠅多2萬(wàn)個(gè)，遠(yuǎn)少于原先10萬(wàn)基因的估計(jì)。2004年4月14日中午在華盛頓宣布，人類(lèi)基因組序列圖繪制成功。所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)的時(shí)間第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組“人類(lèi)基因組計(jì)劃”的意義人類(lèi)基因組計(jì)劃(簡(jiǎn)稱(chēng)HGP)經(jīng)過(guò)10年的研究，已取得巨大成果。其中包括在四張圖譜上：遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜和序列圖譜。人類(lèi)基因組計(jì)劃是繼曼哈頓原子彈計(jì)劃、阿波羅登月計(jì)劃之后科學(xué)史上的第三大科學(xué)計(jì)劃。與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅計(jì)劃并稱(chēng)為三大科學(xué)計(jì)劃。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組4.2人類(lèi)基因組計(jì)劃內(nèi)容1.繪制人類(lèi)基因連鎖圖遺傳圖譜又稱(chēng)連鎖圖譜(linkagemap)，它是以具有遺傳多態(tài)性的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”，以遺傳學(xué)離為圖距的基因組圖。遺傳多態(tài)性是在一個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有一個(gè)以上的等位基因，在群體中的出現(xiàn)頻率皆高于1%。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

遺傳學(xué)距離在減數(shù)分裂事件中兩個(gè)位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率，1%的重組率稱(chēng)為1cM。遺傳圖譜的建立為基因識(shí)別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。但是現(xiàn)在所知的具多態(tài)性的性狀不多，等位基因的數(shù)量有限，信息量不足。這樣就限制了人類(lèi)基因組的遺傳分析工作。所幸的是，DNA重組技術(shù)的建立提供了新一代的遺傳達(dá)室標(biāo)記。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組遺傳圖譜的意義6000多個(gè)遺傳標(biāo)記已經(jīng)能夠把人的基因組分成6000多個(gè)區(qū)域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現(xiàn)型的基因與某一標(biāo)記鄰近（緊密連鎖）的證據(jù)，這樣可把這一基因定位于這一已知區(qū)域，再對(duì)基因進(jìn)行分離和研究。對(duì)于疾病而言，找基因和分析基因是個(gè)關(guān)鍵。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組2.繪制物理圖物理圖譜是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過(guò)對(duì)構(gòu)成基因組的DNA分子進(jìn)行測(cè)定而繪制的。是一個(gè)“物理標(biāo)記”作為標(biāo)路，以Mb，kb，bp等作為圖距的基因組圖單位。物理圖譜與遺傳圖譜相互參照，可以把遺傳學(xué)的信息轉(zhuǎn)化為物理信息。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

DNA物理圖譜是指DNA鏈的限制性酶切片段的排列順序，即酶切片段在DNA鏈上的定位。因限制性?xún)?nèi)切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎(chǔ)的，核苷酸序列不同的DNA，經(jīng)酶切后就會(huì)產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的DNA片段，由此而構(gòu)成獨(dú)特的酶切圖譜。因此，DNA物理圖譜是DNA分子結(jié)構(gòu)的特征之一。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

DNA是很大的分子，由限制酶產(chǎn)生的用于測(cè)序反應(yīng)的DNA片段只是其中的極小部分，這些片段在DNA鏈中所處的位置關(guān)系是首先解決的問(wèn)題，故DNA物理圖譜是順序測(cè)定的基礎(chǔ),也可理解為指導(dǎo)DNA測(cè)序的藍(lán)圖。廣義地說(shuō)，DNA測(cè)序從物理圖譜制作開(kāi)始，它是測(cè)序工作的第一步。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

制作DNA物理圖譜的方法有多種，這里選擇一種常用的簡(jiǎn)便方法──第三代標(biāo)記，第三代標(biāo)記是稱(chēng)作單核苷酸多態(tài)性標(biāo)記（singlenucleotidepolymorphsmSNP）的遺傳標(biāo)記系統(tǒng)。人類(lèi)群體有很大的遺傳多樣性，而在大多數(shù)基因位點(diǎn)上都會(huì)有若干個(gè)等位型（alleles），對(duì)每一個(gè)核苷酸來(lái)說(shuō)，在任何一代人群中大約每1x109個(gè)個(gè)體就會(huì)發(fā)生一次變異。由這種方式產(chǎn)生的單堿基變異就形成許多雙等位型標(biāo)記。這種標(biāo)記在人類(lèi)基因組中可達(dá)到300萬(wàn)個(gè)，平均每1000個(gè)堿基對(duì)就有一個(gè)雙等位型標(biāo)記。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組雙等位型標(biāo)記的意義因此，3~4個(gè)相鄰的這種標(biāo)記構(gòu)成的單倍型（haplotype）就可以有8~16種，相當(dāng)于一個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記形成的多態(tài)性。這種標(biāo)記數(shù)目多，覆蓋密度大，它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用摒棄了遺傳標(biāo)記分析技術(shù)的“瓶頸”凝膠電泳，為DNA芯片技術(shù)應(yīng)用于遺傳作圖提供了基礎(chǔ)。物理圖譜還有更重要的作用，有了前面標(biāo)志的序列位置，就可以將克隆的DNA片段，一個(gè)一個(gè)接起來(lái)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃據(jù)中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃負(fù)責(zé)人楊煥明教授說(shuō)：“如果兩個(gè)克隆的DNA片段，都含有某一路標(biāo)的序列，就說(shuō)明這兩個(gè)片段的一部分是重疊的。我們整個(gè)基因組的DNA就是由這些相互重疊的DNA片段全部覆蓋。換言之，這些DNA片段，就是我們?nèi)祟?lèi)基因組這一區(qū)域的代表，這些片段的克隆就是我們研究這一區(qū)域的實(shí)驗(yàn)材料?！钡?章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.人類(lèi)基因組測(cè)序（sequencing）序列圖譜是指通過(guò)測(cè)序得到基因組的序列圖譜。序列圖譜的概念太簡(jiǎn)單。隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測(cè)序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術(shù)是一個(gè)包括制備DNA片段及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過(guò)程。通過(guò)測(cè)序得到基因組的序列圖譜。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.序列圖譜可以說(shuō)序列圖譜是人類(lèi)基因組在分子水平上最高層次，最為詳盡的物理圖譜。測(cè)定總長(zhǎng)為1米，由30億對(duì)核苷酸組成的基因組全部DNA序列，是基因組計(jì)劃中最為明確，最為艱巨的定時(shí)、定量、定質(zhì)的新任務(wù)。人類(lèi)3.4~3.5萬(wàn)個(gè)基因的信息以及相應(yīng)的染色體位置已經(jīng)被闡明，序列圖譜已經(jīng)成功。通過(guò)測(cè)序得到基因組的序列圖譜。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因圖譜基因圖譜是在識(shí)別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。我們知道生物性狀是由結(jié)構(gòu)或功能蛋白決定的，功能蛋白是由mRNA編碼的，mRNA又是由編碼蛋白質(zhì)的功能基因轉(zhuǎn)錄而來(lái)的。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因圖譜的原理在人類(lèi)基因組中鑒別出占具2%~5%長(zhǎng)度的全部基因的位置、結(jié)構(gòu)與功能，最主要的方法是通過(guò)基因的表達(dá)產(chǎn)物mRNA反追到染色體的位置。所有生物的性狀和疾病都是由結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)或功能蛋白質(zhì)決定的，而已知的所有蛋白質(zhì)都是由mRNA編碼的，這樣可以把mRNA通過(guò)反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA或稱(chēng)作表達(dá)序列標(biāo)簽（EST）的部分的cDNA片段。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組表達(dá)序列標(biāo)簽（EST）也可根據(jù)mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA

片段，然后再用這種穩(wěn)定的cDNA或EST作為

“探針”進(jìn)行分子雜交，鑒別出與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的基因。用PolyA互補(bǔ)的寡聚T或克隆載體的相關(guān)序列作為引物對(duì)mRNA雙端尾側(cè)的幾百個(gè)bp進(jìn)行測(cè)序得到EST（表達(dá)序列標(biāo)簽）。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組4.其他物種基因組的分析人類(lèi)基因組計(jì)劃(HGP)還包括對(duì)大腸桿菌和其他細(xì)菌、酵母菌、線蟲(chóng)、擬南芥、黑腹果蠅及小白鼠等物種的基因組的比較分析，幫助我們解讀人類(lèi)的百科全書(shū)，以便更好地了解我們自己的基因。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組4.3基因組研究成果1.HGP對(duì)人類(lèi)疾病基因的研究貢獻(xiàn)人類(lèi)疾病相關(guān)的基因是人類(lèi)基因組中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的信息。人類(lèi)現(xiàn)在有2035類(lèi)18000種疾病，都直接或間接與基因有關(guān)?？煞譃槿箢?lèi)：

單基因病、多基因病、獲得性基因病。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組單基因病的發(fā)現(xiàn)過(guò)程對(duì)于單基因病，采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路，導(dǎo)致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結(jié)腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發(fā)現(xiàn)，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ)。對(duì)于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經(jīng)-精神類(lèi)疾?。ɡ夏晷园V呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點(diǎn)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

獲得性基因病由病原微生物通過(guò)感染將其基因入侵到宿主基因引起?，F(xiàn)代科學(xué)已證明：基因健康，細(xì)胞活潑，則人體健康；基因受損，細(xì)胞變異，則人患疾病。因此，疾病基因的定位，克隆和鑒定，是HGP各種競(jìng)爭(zhēng)中居于核心部分，也是HGP啟動(dòng)以來(lái)在社會(huì)上顯示度最大的成就。健康相關(guān)研究是HGP的重要組成部分，1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計(jì)劃”和“環(huán)境基因組學(xué)計(jì)劃”。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組

2.HGP對(duì)醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)就其對(duì)醫(yī)學(xué)的影響來(lái)說(shuō)，人類(lèi)基因組圖譜的確定將大大加速人們對(duì)疾病基因的鑒定，利用人類(lèi)基因組圖譜和順序，我們可以對(duì)正常人和患者的DNA進(jìn)行有效的分析比較，大大加快尋找特定疾病的基因工作。基因診斷、基因治療和基于基因組知識(shí)的治療、基于基因組信息的疾病的預(yù)防、疾病易感基因的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)人群生活方式、環(huán)境因子的干預(yù)。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因治療的概念基因圖譜的最大最直接用途當(dāng)屬醫(yī)療診斷，特別像許多癌癥和心臟病等源于遺傳基因變異的疾病。基因治療是指將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入載體或受體細(xì)胞，通過(guò)替代缺陷基因，修正錯(cuò)誤基因，結(jié)識(shí)異常的基因，調(diào)節(jié)基因產(chǎn)物的表達(dá)方式以實(shí)現(xiàn)治療疾病為目的的一種治療方法。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組基因治療人們可以根據(jù)引起疾病的基因缺陷，通過(guò)定向糾正，替換那些錯(cuò)誤的基因，達(dá)到治病的目的。當(dāng)然，基因治療真正走上臨床還有待時(shí)日。發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)新的蛋白質(zhì)和多肽類(lèi)藥物，目前市場(chǎng)上和正在開(kāi)發(fā)的基因工程藥物僅幾百種，而人類(lèi)有基因3.4~3.5萬(wàn)個(gè)。在這些新藥基因中，還有許多可被開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)新的蛋白質(zhì)多肽藥物。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組3.HGP對(duì)生物進(jìn)化研究的影響人類(lèi)基因組序列的測(cè)定具有重大的科學(xué)價(jià)值。人類(lèi)基因組的破譯和解讀將會(huì)導(dǎo)致新的生物學(xué)革命。首先，該計(jì)劃的實(shí)施將極大地促進(jìn)生命科學(xué)領(lǐng)域一系列基礎(chǔ)研究的發(fā)展，闡明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，細(xì)胞的發(fā)育、生長(zhǎng)、分化的分子機(jī)理，疾病發(fā)生的機(jī)理等。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組垃圾DNA有沒(méi)有用？在人類(lèi)和其他生物的染色體中，只有很少一部分DNA片斷是可以表達(dá)為性狀的基因，大部分DNA片斷并不表達(dá)，因此稱(chēng)為冗余DNA或垃圾DNA。這些片斷真的沒(méi)有功能嗎？可能并不都是如此。研究發(fā)現(xiàn)，一些片斷也許對(duì)細(xì)胞分裂前染色體復(fù)制和確保染色體組正確地分配到兩個(gè)子細(xì)胞來(lái)說(shuō)是必不可少的，還為進(jìn)化提供原材料，但大部分這些片斷的性質(zhì)和行使功能的機(jī)制仍鮮為人知。。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組人類(lèi)基因組的研究隨著人類(lèi)基因組的工作框圖的確定和解讀，這些片斷的功能和起作用的機(jī)理將逐步得到闡明。隨著人類(lèi)基因組的工作框圖的確定和解讀，細(xì)胞的發(fā)育、生長(zhǎng)、分化的分子機(jī)理和疾病發(fā)生的機(jī)理等也將隨之得到闡明。其次，人類(lèi)基因組的研究將有利于對(duì)生物是如何進(jìn)化的理解。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組人類(lèi)多數(shù)基因的起源所有生物都是歷史上的生物進(jìn)化來(lái)的。這種進(jìn)化不僅表現(xiàn)在生物的表型上，而且表現(xiàn)在生物的基因型中。我們?nèi)祟?lèi)的基因組就記錄著我們?nèi)祟?lèi)的進(jìn)化史。如果我們知道了人類(lèi)和其他生物其因的全序列，就可以追溯出人類(lèi)多數(shù)基因的起源。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組哺乳動(dòng)物之間的蛋白質(zhì)差異現(xiàn)在人們已知道，所有哺乳動(dòng)物都有著相似的蛋白質(zhì)譜，哺乳動(dòng)物之間的差異主要在于受控基因的表達(dá)時(shí)間和水平，及細(xì)胞類(lèi)型專(zhuān)一的調(diào)控信號(hào)方面。人胚胎的有序發(fā)育需要特定的基因群在特定的場(chǎng)所和時(shí)間的活化，使多潛能細(xì)胞成為新類(lèi)型的細(xì)胞，這一過(guò)程部分地受控于位于基因附近的調(diào)控順序。第6章遺傳與變異-人類(lèi)基因組哺乳動(dòng)物之間的蛋白質(zhì)差異這些順