第十三章 基因组学.ppt

《第十三章 基因组学.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十三章　基因组学第十三章　基因工程和基因组学第一节基因组学概述基因组学(genomics)：　　遗传学研究进入分子水平后发展起来的一个分支，主要研究生物体内基因组的分子特征。*研究对象：以整个基因组为研究单位，而不以单个基因为单位作为研究对象。*研究目标：认识基因组的结构、功能和进化；　　阐明整个基因组所包含的遗传信息和相互关系；　　充分利用有效资源，预防和治疗人类疾病。基因组(Genome)：又称染色体组，是指一个物种单倍体的染色体数目，是生物体全部遗传物质的总和。基因组学(Gen

2、omics)：对生物体所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱)、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一门科学。最终目标：获得生物体全部基因组序列，注解基因组所含的全部基因，鉴定所有基因的功能及基因间相互作用关系，并阐明基因组的复制及进化规律。一、基因组学的概念生物基因组大小（bp）T4噬菌体T4phage2.0×105大肠杆菌Escherichiacoli4.2×106酵母Sccharomycescereviside1.5×107拟南芥Arabidopsisthaliana

3、1.0×108线虫Caenorhbditiselegans1.0×108果蝇Drosophilamelanogaster1.65×108水稻Oryzasativa4.3×108小鼠Musmusculus3.0×109人类Homosapiens3.3×109玉米Zeamays5.4×109小麦Triticumaestivum1.6×1010不同生物基因组大小1.人类基因组计划与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称的人类科学史上的重大工程。于1990年首先在美国启动，后有德、日、英、法、中等国的科学家

4、先后正式加入。（一）人类基因组▲1990年，美国国会批准美国的“人类基因组计划”在10月1日正式启动。其总体规划是准备在15年内（1990－2005）至少投入30亿美元，分析人类的基因组30亿个碱基对。▲2003年，6国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功，HGP的所有目标全部实现。覆盖人类基因组所含基因区域的99%，精确率达到99.99%，比原计划提前两年多，耗资27亿美元。人类基因组计划人类基因组核基因组DNA的总长约3×109bp，含有24条线性DNA分子，最长的有250Mb，最短的55Mb

5、。30亿个碱基对。线粒体基因组是长度为16569bp的环状DNA分子，每个细胞平均含有800个线粒体，每个线粒体含10个基因组拷贝。以每10cm书写60个字母计算，30亿个碱基对连接的长度可达5000km，相当于北京到香港来回的距离。为人类的基因组研究提供重要的依据。☆1996年，酵母菌基因组测序。☆1998年12月，线虫完整基因组序列的☆2000年3月，果蝇的基因组测序☆2001年12月14日，拟南芥基因组的完整图谱。（二）其他生物基因组我国超级杂交稻（籼稻）基因组计划2001年7月启动200

6、2年4月5日《Science》。☆材料：籼稻“9311”。☆完成单位：华大基因研究中心、中科院遗传与发育生物学研究所等12个单位。☆水平：水稻基因组的总基因数约为46022～55615个，工作框架图序列已覆盖水稻整个基因组92％以上的基因。☆方法：“鸟枪射击法”，利用国产曙光2000、曙光3000超级计算机(1000亿次/秒)对随机DNA碎片进行排序和组装。水稻基因组计划国际水稻（粳稻）基因组计划始于1998年，日本、美国、中国、法国等国家和地区参加。中国负责第4号染色体：36Mb(占9~10%

7、)。国际水稻基因组测序计划2002年12月21日《Nature》，中国第四号染色体。☆材料：粳稻“日本晴”。☆完成单位：中科院国家基因研究中心等4家单位。☆水平：第四号染色体中的总碱基数目为0.35亿碱基对，覆盖全长序列98％的区域，只剩下7个小空洞，碱基序列的精确度达到99.99%。完整测定的着丝粒序列在高等生物中属于首次。国际水稻基因组测序计划水稻是第一个完成基因组全序列测定的农作物，核基因组含有12条染色体，总长约389Mb，1号染色体最大为43.2Mb，10号染色体最小22.6Mb。全基

8、因组预测约含有4万个基因。水稻双链闭环线粒体基因组大小为491kb，叶绿体基因组134.5kbC值：是指一个单倍体基因组中DNA的总量。值悖理（Cvalueparadox）：物种的C值和它的进化复杂性之间无严格对应关系的现象称为C值悖理，是复杂生物基因组的一个普遍特征（三）C值悖理和N值悖理（三）C值悖理和N值悖理N值：是指生物体所含有的基因数目。N值悖理（Nvalueparadox）：复杂性不同的生物种属所具有的基因数目与其生物结构的复杂性不成比例的现象。如结构比较简单的线虫含有的基因数为1.