《基因组学概论》word版

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1、自编教材基因组学概论（Genomics）黄建昌仲恺农业技术学院园艺园林学院2010年11月Introduction§0.1FromGeneticstoGenomics1基因组学的研究对象与任务基因组学是研究生物基因结构与功能的学科.基因组学是在遗传学的基础上发展起来的一门现代生物技术前沿科学，也是现代分子生物学和遗传工程技术所必要学科，是当今生物学研究领域最热门、最有生命力、发展最快的前沿科学之一。基因组学的主要任务是研究探索生物基因结构与功能，生物遗传和物理图谱构建，建立和发展生物信息技术，为生物遗传改良及遗传病的防治提供相关技术依据。2基因组学发展的历程1900Mendel遗传学的重新

2、发现；1865年孟德尔根据前人的工作和他自己进行8年的豌豆杂交试验，提出了遗传因子分离和重组的假设，为遗传学作为一门独立学科的出现揭开了序幕。1910Morgan发现连锁遗传学，确立基因与染色体之间的关系；1911年,美国生物学家摩尔根阐明关于基因的学说。1933年，摩尔根获得了诺贝尔医学和生理学奖。1944Avery等证明遗传物质是DNA；1953Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构；1953年英国剑桥大学的生物化学家克里克，与美国青年生物学家沃森，合作研究发现：DNA是由两条核苷酸链组成的双螺旋结构。由此他们获得了1962年的诺贝尔医学和生理学奖。1973Cohen等第一次实

3、现重组DNA，开始了遗传工程时代；1973年，美国斯坦福大学教授S·科恩等将两个不同的质粒拼接在一起，并将其导入大肠杆菌。科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打破了，人类可以根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性，甚至创造新的生命类型。美国生物化学家、现代基因工程的创始人P·伯格，1972年把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工

4、程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。1983Mullis发明了PCR技术，实现了DNA体外大量扩增；PCR是聚合酶链反应（polymerasechainreaction）的简称，是一种在短时间内使DNA大量扩增的技术，它源于穆利斯1983年回乡下度假途中的一个突发奇想。PCR法被称为是“DNA分子的拷贝机”。1990人类基因组计划起动；美国病毒学家R·杜尔贝科（1975年诺贝尔奖金获得者）1986年3月7日在美国《科学》杂志上发表了一篇题为《癌症研究的转折点——人类基因组的全序列分析》的文章。”该文后来被称为“人类基因组计划”的“标书”。1989年，美国国立卫生研究院成立了

5、人类染色体研究中心，沃森出任第一任主任。1990年，美国国会批准了“人类基因组计划”，被称为“生命科学阿波罗计划”的人类基因组计划正式启动。1955年，华裔学者蒋有兴与瑞典学者莱温通过实验确认了人体的46条染色体，并于第二年公布了这一发现。至此，关于人类染色体数目的探索大功告成。所谓的基因组，指的是生物体内的所有DNA，包括它的基因。人类基因组计划要测定的是人体23对染色体中的所有DNA的序列，它由31.647亿个碱基对组成，共有约3万个基因。换句话说，生命天书是由30多亿个字写成的，如果将这30多亿字排版到一张报纸上，那么大约需要20万页纸才能排完这部巨著。“人类基因组计划”的主要任务包

6、括：找出人类DNA上的所有基因，确定30亿个碱基对的排列顺序；建立相应的数据库，进行数据分析，并分析此计划可能带来的人种、伦理及社会问题。2000年6月26日，美国总统克林顿和英国首相布莱尔联合宣布：人类有史以来的第一个基因组草图已经完成。2001年2月12日中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。2003年4月15日，在DNA双螺旋结构模型发表50周年前夕，中、美、日、英、法、德六国元首或政府首脑签署文件，六国科学家联合宣布：人类基因组序列图完成。人类基因组图谱的绘就，是人类探索自身奥秘史上的一个重要里程碑。它被很多分析家认为是生物技术世纪

7、诞生的标志，也就是说，21世纪是生物技术主宰世界的世纪。正如一个世纪前量子论的诞生被认为揭开了物理学主宰的20世纪一样。1995第一个原核生物（细菌）基因组测序完成；1996第一个真核生物（酵母）的基因组测序完成；1998第一个多细胞生物（线虫）的基因组测序完成；2000果蝇和拟南芥的基因组测序完成；人类和水稻的第一张基因组草图完成；2001人类基因组测序完成；2002水稻（籼稻和粳稻）基因组草图完成。水稻是最重要的粮食