基因组学与比较基因组学

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1、第十一章基因组学与比较基因组学ByHongweiGuo,PekingUniversity,2008.12.29GenomicsandComparativeGenomics基础分子生物学期末安排考试时间：2009年1月12日下午2:00-4:00考试地点：三教/301(60人)、三教/304(38人)、三教/306(37人)、三教/308(37人)基因组计划基因组（genome）是生物体内遗传信息的集合，是某个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。基因组学（genomics）是指研究并解析生物体整个基因组的所有遗传信息的学科。基因组计划（GenomeProject）是指对人类以及其它生物体

2、全基因组的测序工作(sequencing)。人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）：90年代提出并已基本完成，同40年代原子弹爆炸，60年代人类登月一起被认为是二十世纪科技发展史上的三大创举。HistoryoftheHumanGenomeProject1990OfficialstartofHGPwith3billion$anda15yearhorizon.1999SangerCentrepublisheschromosome222001DraftGenomepublished:Celera&Public2003Completion(almost)ofHumanG

3、enomeCelera:CraigVenterIntl.Cons:FrancisCollinsPubliceffort-strategy:Celera-strategy:SequencingStrategiesCelera’sviewofInternationalConsortiumInternationalConsortium’sviewofCeleraUnfaircompetition:ICdeliveringthesamegoodsbutwithstatefunding.Unfaircompetition:Celeradeliveringthesamegoodsbutcanuse

4、ICdata,whileICcannotuseCeleradata.Publiceffort-strategy:基因组DNA大片段文库的构建YAC（yeastartificialchromosome,酵母人工染色体）：含有三种必需成分：着丝粒、端粒和复制起点。是迄今容量最大的克隆载体，插入片段平均长度为200-1000Kbp，最大的可以达到2Mbp。BAC（Bacterialartificialchromosome），用细菌的F质粒及其调控基因构建了细菌染色体克隆载体，其克隆能力在125~150Kbp左右。以BAC为基础的克隆载体形成嵌合体的频率较低，转化效率高，而且以环状结构存在于细

5、菌体内，易于分辨和分离纯化，已被科学界广泛接受。BAC的构建pBAC108L来自细菌的一个小型F质粒，其中oriS和repE控制了质粒的复制起始，parB和parA控制了拷贝数。100-150Kbpinsertion遗传图谱(GeneticMap)vs物理图谱(PhysicalMap)遗传图又称为连锁图（LinkageMap），是指基因或DNA标志在染色体上的相对位置（或距离），通常以基因或DNA片段在染色体交换过程中的分离频率（cM）来表示。cM值越大，两者之间遗传距离越远。物理图谱是指以已知序列的DNA片段（序列标签位点，sequence-taggedsite，STS）在染色体上的

6、实际位置，位点之间的距离（图距）以碱基对（bp，kb，Mb）作为测量单位的基因组图。DNA遗传标记(DNAmarker)第一代DNA遗传标记是RFLP（RestrictionFragmentLengthPolymorphism）。DNA序列上的微小变化，甚至1个核苷酸的变化，也能引起限制性内切酶切点的丢失或产生，导致酶切片段长度的变化。第二代DNA遗传标记SSLP（SimpleSeqeuceLengthPolymorphism)利用了存在于人类基因组中的大量重复序列，包括重复单位长度在15-65个核苷酸左右的小卫星DNA（minisatelliteDNA），重复单位长度在2-6个核苷酸

7、之间的微卫星DNA（microsatelliteDNA）。第三代DNA遗传标记SNP（singlenucleotidepolymorphism），也是最广泛的遗传标记，是分散于基因组中的单个碱基的差异。这种差异包括单个碱基的缺失和插入，但更常见的是单个核苷酸的替换，即单核苷酸的多态性。到目前为止已经在人类基因组发现了超过1000万个SNP位点，平均每300bp中就有一个SNP！RFLPmarkerSSLPmarkersWTmutSNPmarke