分子生物信息数据库

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1、第二章分子生物信息数据库第一节基因组计划与分子生物信息数据库一.基因组计划基因组DNA基因（Gene）：生物体的遗传单位，由脱氧核糖核酸（DNA）组成。DNA由4种核苷酸（A、T、C、G）组成。（1）密码子1.1密码子的使用是非随机的如果密码子的第一、第二位碱基是A、U，那么第三位将尽可能使用G、C；反之亦然。如果三位都用G、C，则配对容易，分解难；三位都用A、U，则相反。一般地说，高表达的基因，要求翻译速度快，要求密码子和反密码子配对快、分手也快。1.2密码子的使用有一定的规律对同义密码子的使用存在着偏爱不同种属偏爱的密码子不同密码子的使用偏性与基

2、因功能、蛋白质结构相关1.3密码子中的密码三个碱基的位置与所编码的氨基酸性质存在着联系例如：芳香族氨基酸——以U作为第一位碱基中间位置碱基的性质与氨基酸是亲疏水性相关疏水氨基酸的密码子，其第二位碱基是U亲水氨基酸的密码子，其第二位碱基是A第二位碱基是G、C的密码子所编码的氨基酸亲水性、疏水性居中。(2)基因组信息遗传信息与功能相关的结构信息进化信息2.基因组计划基因组——一个物种中所有基因的整体组成单个基因组分析基因序列基因功能基因的表达调控基因产物基因多态性比较基因组分析物种关系物种进化物种起源人、鼠基因组比较老鼠约75%的基因与人类相同。人基因组鼠

3、基因组鼠染色体上的颜色和数字代表在人染色体上对应的片段.3.人类基因组计划(HumanGenomeProject)“人类基因组计划”与“曼哈顿原子弹研制计划”、“阿波罗登月计划”并称为人类科学史上的“三大计划”。（1）人类基因组DNA人类基因组DNA是一个长度为3×109的一维序列，只有4个字符（碱基A、T、G、C），它没有段落，也没有标点符号，而目前人类对它了解甚少。人类基因组构成——24条染色体和线粒体“What’sHumanGenomeProject?”“OnebaseOnedollar!”（2）人类基因组计划的发展历史1985年，美国能源部（

4、DOE）率先提出1986年美国宣布启动“人类基因组启动计划”1989年，美国国家卫生研究院（NIH）建立国家人类基因组研究中心（NCHGR）1990年，NIH和DOE联合提出美国人类基因组计划，正式启动HGP，计划于15年内提供30亿美元的资助，在2005年完成人类基因组全部序列的测定1999年12月1日，首条人类染色体完成测序，人类第22号染色体DNA全序列测定宣布完成。2000年4月6日，美国Celera遗传信息公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。2000年5月，科学家聚集美国冷泉港，宣布人类基因组草图的完成。2000年6月26日克林

5、顿宣布人类基因组草图绘制完成（3）人类基因组计划的概念人类基因组计划于1990年正式启动,投入30亿美元，完成人类全部24条染色体的3×109脱氧核苷酸对(bp)的序列测定，分析人类基因组DNA分子的基本成分及碱基的排列顺序，绘制成序列图。其主要任务还包括作图(遗传图谱、物理图谱的建立及转录图谱的绘制)和基因识别。其中还包括模式生物(如大肠杆菌、酵母、线虫、小鼠等)基因组的作图和测序，以及信息系统的建立。作图和测序是基本的任务，在此基础上解读和破译生物体生老病死以及和疾病相关的遗传信息。（4）参与的国家中国、德国、法国、日本、英国与美国6个国家的16个

6、中心组成国际协作组，倡导“全球合作、免费共享”的原则。美国：WASH＆MIT等7家研究中心，贡献率为54％。英国：SANGER一家研究中心，贡献率为33％。日本：RIKEN等两家研究中心，贡献率为7％。法国：GENOSCOPE研究中心，贡献率为2.8％。德国：IMB等3家研究中心，贡献率为2.2％。中国：北京华大研究中心、国家南北方基因研究中心等三家，贡献率为1％。（5）人类基因组计划的任务5.1四张图谱遗传图谱物理图谱序列图谱转录图谱遗传图谱（geneticmap）又称连锁图谱(linkagemap)，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以

7、上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM）为图距的基因组图。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。遗传图谱遗传连锁图：通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率，确定它们的相对距离，一般用厘摩(cM，即每次减数分裂的重组频率为1%)表示。物理图谱物理图谱（physicalmap）是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的

8、相对位置线性而系统地排列出来。1998年完成了具有52,000个序列标签位点(STS)，并覆盖