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1、后基因组计划postgenomeproject定义:基因组全序列测定完成后,对基因组的结构、表达、修复、功能等进行研究的计划。包括功能基因组和蛋白质组等研究的国际合作计划。人类基因组计划的提出与实施1986年,美国著名生物学家,诺贝尔奖获得者索尔克研究所的雷纳多一杜尔贝卡(RenatoDulbecco)在《科学》杂志上发表文章提出应从整体上研究人类的整个基因组,认识人类所有的基因,这是任何一个实验室难以承担的,应成为国家级乃至世界级的计划,并呼吁合作进行人类基因组测序。1988年2月美国国家研究委员会(NRC)签署了人类基因组计划(HGP
2、),呼吁分阶段完成的方法,投资相应增加到一年2亿美元。10月,NIH(国立卫生研究院)和DOE(美国能源部)宣布,10月1日为GHP的官方起始时间。拟在15年内至少投资30亿美元分析人类基因组,不久该计划成为由多国政府支持的国际项目,先后有美、日、英、德、法、中国6个国家参加,16个实验室及1100多名生物学家、计算机专家、技术人员参与。人类基因组计划的主要科学目标搞清人类基因组序列和结构,确定人类基因组携带的全部遗传信息,建立人类遗传物质的一整套信息数据库,是人类基因组计划的主要科学目标。具体体现在遗传图、单核苷酸多态性图(SNP),物
3、理图、序列图和转录图5张图谱上人类基因组图谱和初步分析结果遗传连锁图:(genelingagemap)遗传图是指基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离。是基因位点的位置图,用交换机率来表示。通过遗传图的研究我们可以了解各个基因或DNA片段之间的相对距离和方向,而相对距离则是通过遗传连续分析获得的,目前已有7000多个信息丰富的遗传标记,分辨率己达0.7cm,己能满足单基因性状的定点克隆要求,也为多基因定位奠定了基础;用DNA标记将人的基因组分成数千个区域进行研究,通过连锁分析将某一基因定位于标记所想提示的己知区域。最初进行连锁分析
4、是利用限制性片段长度多态性(RFLP)作为标记,后来用可变数目的的串联重点(variablenumberoftandomrepeats,VNTR)短串联重复(shorttandomrepeats,STR)等标记系统。2.3.2 单核苷酸多态性图(SNP)虽然人类基因组99.9%序列相同,但仅有不足0.1包括与疾病有关的差异,将这些差异称为单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)每个人都有微小的单核苷酸差异。目前,SNP以有儿十万种,无须用电泳分析,因此,用SNP作为遗传图谱有良好的优越性和实用性。
5、2.3.3 物理图谱物理图是用生物学方法定位的基因DNA序列上两点之间的实际距离。是基因之间物理长的距离,用bp长序表示。物理图有两个方面,一是由一段己知序列为标记的STS作为基因组的物理路标,现分辨率已达200kb;二是以DNA克隆片段相互连接的“重叠群”作为基因组研究的操作材料,现已完成90%以上。2.3.4 序列图谱就是对已经排列的DNA片段重叠逐个测序使测序长度不断延伸。序列图也是人类基因组计划中最实质的内容。序列图为分子水平的物理图。2.3.5 基因图谱(转录图)基因图谱是基因图的雏形,获得详细的核苷酸序列图后,便可在人类基因组
6、序列中确定基因的位置、结构与功能。而功能图谱称后基因组计划或功能基因组学,如蛋白质组学、生殖基因组学。人类将研究基因的多样性、遗传性疾病的发展机制和基因的表达调控等问题。目前,研究结果表明人类基因组由31.647亿个碱基对组成,共有3万至3.5万个基因比线虫多1万个,比果蝇多2万个,也比原来估计的6万一10万个基因小的多。并发现人类种族在基因上的差异不明显,人类基因突破都在Y染色体上。人类后基因组研究人类后基因研究涉及的主要内容包括人类基因的识别与鉴定、基因功能的研究、蛋白质组学的研究、基因组与生命形成和生物形态进化的关系研究等内容,目前
7、基因功能的研究和蛋白质组学的研究是弄清基因功能与实际应用的重中之重。4.1 基因功能的研究人类后基因组研究的关键是基因功能的研究,是开发利用基因功能的基础,内容包括基因功能信息的提取与鉴定,利用生物技术如原位杂交、PCR,为点阵技术绘制基因表达图谱。4.2 蛋自质组学的研究蛋白质组学的研究即蛋白质谱的建立与基因相互关系的研究,包括识别蛋白质片段;构建基因组相互作用图;对晶体蛋白质、水溶性蛋白质进行空间构型分析;建立蛋白结构数据库;对蛋白质的结构与功能及其与基因的作用进行阐释。一、基因组学(Genomics)1986年由美国科学家Thoma
8、sRoderick提出,指对所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一门科学。基因组研究主要包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(StructuralG