[理学]人类基因组.ppt

二十四、人类基因组 人类基因组及其组成 人类遗传性疾病 癌基因与恶性肿瘤 人类基因组计划,（一）人类基因组及其组成 1. 人类基因组的DAN序列组成 （1）基因组及基因组学 基因组（染色体组）：指一个单位体细胞核中、一个细胞器（线粒体、叶绿体）中或一个病毒颗粒中所含的全部DNA（或RNA）分子的总称。,核基因组（通常所指的基因组） 线粒体基因组 叶绿体基因组 病毒基因组 基因组学： 结构基因组学 功能基因组学,（2）人类基因组的DNA序列组成,2. 人类基因组各组成成分的基本特征 （1）基因 外显子 内含子 （2）基因外DNA（约90 %） 重复序列（20 30 %） （3）分散重复序列 长分散重复序列（LINE） 短分散重复序列（SINE）,（4）簇状重复序列 （串联重复序列） 卫星DNA 小卫星DNA 微卫星DNA,（二）人类遗传性疾病 1. 染色体病 猫叫综合症 先天愚型 2. 单基因病 6000多种 （1）隐性遗传病 如囊状纤维症、镰刀状贫血症等,白 化 病,常染色体隐性遗传疾病,（2）显性遗传病,软骨成骨不全侏儒症,人 类 多 指,常 染 色 体 显 性 遗 传,血友病在欧洲皇室中的遗传,（3）X连锁遗传病,血友病,Y连锁遗传(限雄遗传）,人类的耳道长毛症,3. 多基因遗传病 环境因素 + 遗传 哮喘 原发性高血压 糖尿病 唇裂 腭裂,（三）癌基因与恶性肿瘤 1. 原癌基因与抑癌基因 病毒癌基因（v-onc） 癌基因 细胞癌基因（c-onc） （原癌基因）,（1）病毒癌基因和原癌基因 第一个分离的病毒癌基因：src 原癌基因：人或动物基因组中一类固有的正常的结构基因，是细胞正常生长、分化所必需的，具有转变为癌基因潜力的正常基因。 （2）抑癌基因 其存在和表达使细胞不能癌变和机体不长癌。 “管家”基因,（1）基因突变,2. 癌症的遗传学基础,（2）多次遗传改变的致癌作用,3. 改变生活方式能降低癌症的危险性 抽烟 + 喝酒 多种癌症 （如肺癌） 食疗胡萝卜等,（四）人类基因组计划 1. 什么是人类基因组计划 1986 年诺贝尔奖获得者R.Dulbecco提出人类基因组计划 测出人类全套基因组的 DNA 碱基序列（ 1n: 3 X 109 b ） 工作量：极大 单倍染色体上有： 30亿个核苷酸 10万个基因,2. 人类基因组计划的内容 （1）绘制人类基因组连锁图 核酸限制性长度多态性（ RFLPs ） （Restriction fragment length polymorphism ） 遗传标记： DNA突变 限制酶的切口变化 DNA片段长度变化； 人、生物基因组中RFLP标记很多。, 方法： 找出平均分布在23对染色体上的至少3000个遗传标记 确定一些基因 连锁的研究 确定其他的基因或标记。 单核苷酸多态性（SNP）,（2）绘制物理图 染色体 片段 排列 确定这些片段在染色体上的位置 确定基因或标记在染色体上的位置。 序列标签位点（STS）已知核苷酸序列的DNA片段（作“界标”）,（3）人类基因组测序 分子水平、最高层次、最祥尽的物理图。 工作量最大的部分 单倍染色体上有 30亿个核苷酸。 （4）其他物种基因组分析 遗传学研究上重要的物种： 大肠杆菌、拟南芥、酵母、小鼠等，为研究人体基因组提供参考。,美国政府决定于 1990年正式启动HGP，预计用 15 年时间，投入 30 亿美元，完成 HGP。 由国立卫生研究院和能源部共同组成“人类基因组研究所（NHGRI）” 逐渐地，HGP 扩展为多国协作计划。参与者包括：欧共体、日本、加拿大、俄罗斯、巴西、印度和中国等国的科学家。,人类基因组计划的进展状况 （1）截至 1998 年 10 月，完成 1.8 X 108b，占 计划的 6。 （2）完成一系列模式生物全基因组测定。 这些模式生物全基因组测定的完成有重大理论与现实意义。,物种 全基因组 完成年份 酿酒酵母 1.2 x 107 bp 1996 枯草杆菌 4.2 x 106 bp 1997 幽门螺杆菌 1.6 x 106 bp 1997 梅毒螺旋体 1.13 x 106 bp 1998,一些模式生物和病源物的全基因组测定,理论意义 酵母第一次揭示真核生物全基因组。 已大致确定：5885 个编码蛋白基因 140 个 rRNA 基因 40 个 SnRNA 275 个 tRNA 基因 实践意义 病源微生物病理机制 药物、疫苗,DNA 测序技术飞速提高 1998.5.9 J.C. Venter 等宣布，组建商 业公司，投入 3 亿美元，3 年内完成。,接着又有若干家公司成立， 总共投入资金约几十亿美元， 形成 “公”“私”并进 格局,2000.6 完成并公布 人类基因组工作草图 2001 年2月16日 人类基因组计划（HGP）完成 同时发表两套报告 Science, Vol. 291, No. 5507 Nature , Vol.409, p.860,3. 基因组研究成果 人类24条染色体碱基数32亿对，基因约4万个。 使人类基因组产生复杂性的机制： （1）RNA选择性剪切