分子生物學(xué)363592872

1、一、基因組與基因組學(xué)3. 基因組學(xué)（Genomics）把基因組作為研究對(duì)象的學(xué)科（1）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）（2）功能基因組學(xué)（functional genomics）（3）進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionary genomics） 基因組學(xué)的三個(gè)有代表性“時(shí)代”13. 基因組學(xué)（1）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）基因組結(jié)構(gòu)（genome structure） 種類(lèi)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、種屬特異性定位基因（gene mapping） 遺傳圖譜（genetic map）與物理圖譜（physical map）：遺傳距離與物理距離測(cè)定基因組全序列（who

2、le-genome sequencing） 結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究的主要目標(biāo) 人類(lèi)基因組計(jì)劃（the Human Genome Project）之前，只測(cè)定過(guò) 一些病毒（X174、T4等）的基因組全序列2Phage X174: 5375 nt34Sequencing timeline5基因組全序列的測(cè)定1995 流感嗜血菌（Haemophilus influenzae） 1,830 kb 枝原體 Mycoplasma genitalium 580,070 bp，預(yù)計(jì)有500個(gè)基因 1996 古細(xì)菌 Methanococcus jannaschii 1,660 kb 釀酒酵母（Saccharomyce

3、s cerevisiae） 12,068 kb，近6,000個(gè)潛在 的蛋白質(zhì)編碼基因，近150個(gè)rRNA基因，近300個(gè)tRNA基因，還有幾十個(gè) 核小分子RNA（snRNA）基因和一大批核仁小分子RNA （snoRNA）基因 1997 大腸桿菌（Escherichia coli） 4,639 kb （目前已測(cè)定數(shù)百種細(xì)菌的全序列） 多細(xì)胞生物 1998 秀麗隱桿線蟲(chóng)（Caenorhabditis elegans） 97,000 kb 2000 黑腹果蠅（Drosophila melanogaster） 180,000 kb 2000 擬南芥（Arabidopsis thaliana） 120,

4、000 kb 2000（6月） 人類(lèi)（Homo sapiens） 3,120,000 kb63. 基因組學(xué)（1）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)的成就大大促進(jìn)了生物信息學(xué) （bioinformatics）的發(fā)展73. 基因組學(xué)（2）功能基因組學(xué)（functional genomics）大規(guī)模、高通量分析基因組中基因表達(dá)的技術(shù) DNA微陣列（DNA microarray）， DNA芯片（DNA chip）基因功能的分析 基因剔除（gene knockout），RNAi8DNA microarray93. 基因組學(xué)（2）功能基因組學(xué)（functional geno

5、mics）對(duì)基因組中基因本身的認(rèn)識(shí)（基因的概念） 編碼蛋白質(zhì)的基因 編碼功能RNA的基因 非編碼的DNA也可以是基因 ？103. 基因組學(xué)（3）進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionary genomics）在整體水平上研究基因和基因組的結(jié)構(gòu)、功能的起源與進(jìn)化比較基因組學(xué)（comparative genomics） 進(jìn)化基因組學(xué)的初始階段通過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)基因組中蛋白質(zhì)和功能RNA基因的密度與生物的復(fù)雜程度有一定的負(fù)相關(guān)11不同生物基因組中基因的平均密度生物 基因組中基因的平均密度細(xì)菌 1個(gè)基因/ 1 kb酵母 1個(gè)基因/ 2 kb線蟲(chóng) 1個(gè)基因/ 5 kb擬南芥 1個(gè)基因/ 5 kb果蠅 1個(gè)基因/

6、13 kb人類(lèi) 1個(gè)基因/ 40 kb 密度的變化與基因組進(jìn)化中調(diào)控元件和“非基因DNA” 的擴(kuò)增有關(guān)122005BREAKTHROUGH OF THE YEAR:Evolution in Action2005年世界十大科學(xué)進(jìn)展之首進(jìn)化研究的新突破13人與黑猩猩基因組的比較Human and chimpanzee differ by only about 1% in the nucleotide bases that can be aligned between our two species, and the average protein differs by less than two

7、amino acids. But a surprisingly large chunk of noncoding material is either inserted or deleted in the chimp as compared to the human, bringing the total difference in DNA between our two species to about 4%.Science 2005, 310: 1878 - 1879143. 基因組學(xué)（3）進(jìn)化基因組學(xué)（evolutionary genomics）基因和基因組如何通過(guò)并非很多的基本結(jié)構(gòu)單位

8、（構(gòu)件）的重組而進(jìn)化成新的基因和基因組（構(gòu)件在進(jìn)化中被反復(fù)使用）最原始的基因和基因組的起源，其后的進(jìn)化模式與過(guò)程15鏈對(duì)稱(chēng)(strand symmetry)雙鏈DNA：A TG CAA TTAC GTAG CT16鏈對(duì)稱(chēng)(strand symmetry)單鏈DNA：A TG CAA TTAC GTAG CT17二核苷酸在基因組全序列中的鏈對(duì)稱(chēng)性184. 蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）（1）蛋白質(zhì)組（proteome）“一個(gè)基因組所表達(dá)的蛋白質(zhì)”“一種（或一個(gè)）細(xì)胞內(nèi)存在的全部蛋白質(zhì) （包括修飾后的各種蛋白質(zhì)）”“一個(gè)生物在其生活期間所產(chǎn)生的全部蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 與活性” （2）蛋白質(zhì)組學(xué)研究蛋

9、白質(zhì)組的科學(xué)目前的研究主要是分析蛋白質(zhì)組中蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及功能194. 蛋白質(zhì)組學(xué)（3）蛋白質(zhì)組學(xué)的研究技術(shù)二維凝膠電泳（蛋白質(zhì)的分離）質(zhì)譜（蛋白質(zhì)的分析）（4）后基因組學(xué)（post-genomics）功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等205. RNA組學(xué)（RNomics）RNA組（RNome）與RNA組學(xué)（RNomics）轉(zhuǎn)錄組（transcriptome）與轉(zhuǎn)錄組學(xué)（transcriptomics）21ORF (Open Reading Frame)ORFeome22Useful websites for genomics (Natures Genome Gateway) (Omics Gateway) (NCBI: National Center for Biotechn