基因组、转录组和蛋白组

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1、基因组、转录组和蛋白质组Genomes,TranscriptomesandProteomes结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学概念基因组是指一个单倍体细胞中遗传物质得总量。染色体或基因转录组一个细胞全部的mRNA含量，是一个细胞在某一阶段必须的生物信息，这些RNA分子会指导合成基因组表达的最终产物，蛋白质组。蛋白质组一个细胞合成的功能蛋白质的总和。蛋白质组学是人类基因组计划研究发展的基础上形成的交叉学科，主要是从整体水平研究细胞内蛋白质的组成，结构及其自身特有的活动规律蛋白质组研究的意义基因虽是遗传信息的源头，而功能性蛋白是基因功能的执行体蛋白质本身的存在形

2、式和活动规律，如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质结构等问题，必须要依赖于对蛋白质组学的研究来解决。任何一种疾病在表现出可察觉的症状之前，就已经有一些蛋白质发生了变化。因此寻找各种疾病的关键蛋白和标志蛋白，对于疾病的诊断、病理的研究和药物的筛选都具有重要意义。肿瘤组织与正常组织之间蛋白质谱差异，找到肿瘤特异性的蛋白分子，可能会对揭示肿瘤发生的机制有帮助，目前已应用于肝癌、膀胱癌、前列腺癌等研究中。开发新蛋白质、获得新基因Figure3.1.Thegenome,transcriptomeandproteome.基因组的表达不仅仅是一个遗传信息由DNA-RNA-蛋

3、白质的一个过程，这个法则忽略了信息流由基因组到蛋白质组传递过程是被调控的，这个过程每一步都是受到调控，从而使得转录组和蛋白组的成分能够做出迅速和准确的改变，并能使细胞调整自己的生化状态能对外界的刺激做出反应，转录组Transcriptomes转录组是特定细胞在某一功能状态下所能转录出来的所有RNA的总和，包括ｍＲＮＡ和非编码ＲＮＡ。蛋白质是行使细胞功能的主要承担者，蛋白质组是细胞功能和状态的最直接描述，而由于目前蛋白质实验技术的限制，转录组成为研究基因表达的主要手段。转录组是连接基因组遗传信息与生物功能的蛋白质组的必然纽带，转录水平的调控是目前研究最多的，也是生物

4、体最重要的调控方式。编码和非编码RNA细胞的RNA含量可以分为两类编码RNA非编码RNA编码和非编码RNA编码RNAmRNA4%寿命短细菌的mRNA半衰期几分钟，真核细胞大部分mRNA的半衰期也只有几小时转录组的成分不是固定的，可以通过快速的改变mRNA的合成来改变编码和非编码RNA非编码RNArRNAtRNA真核生物特有的RNA小核RNA（SmallnuclearRNA）(snRNA;也叫U-RNA）参与前体mRNA的剪接小核仁RNA(SmallnucleolarRNA)(snoRNA),参与rRNA前体的加工以及核糖体亚基的装配。小胞质RNA(scRNA),包

5、括几种，有些功能已知，有些功能还未知小核RNA（snRNA,核内小RNA）存在于真核细胞的细胞核内，为小分子核糖核酸，长度为106-189个核苷酸。作用：参与hnRNA的剪接和转运。hnRNA：核内不均一RNA，是成熟mRNA的前体。Figure3.3.TheRNAcontentofacell.ThisschemeshowsthetypesofRNApresentinallorganisms(eukaryotes,bacteriaandarchaea)andthosecategoriesfoundonlyineukaryoticorbacterialcells.T

6、henon-codingRNAsofarchaeahavenotyetbeenfullycharacterizedanditisnotclearwhichtypesarepresentinadditiontorRNAandtRNA.Forabbreviations,seethetext.1.无参考基因组的大规模功能基因的发掘(denovotranscriptomeanalysis);2.非编码区域功能研究：Non-codingRNA研究、microRNA前体研究等3.转录本结构研究,包括UTR（UntranslatedRegions即非翻译区)鉴定、Intron边

7、界鉴定、可变剪切研究,融合基因鉴定等4.基因转录水平研究5.全新转录区域研究转录组研究的应用领域转录组检测的方法（一）构建cDNA文库并测序（二）基因表达序列分析技术Serialanalysisofgeneexpression(SAGE)（三）利用DNAchip可以比较不同的转录组（四）大规模平行信号测序系统MPSS(massivelyparallelsignaturesequencing,MPSS)。（一）cDNA文库(cDNAlibrary)的构建cDNA:以RNA为模板，在反转录酶的作用下合成的DNAcDNA基因文库：从一定生长阶段或条件的某种细胞分离到的全

8、部mRNA