第二章基因组学-1ppt课件

1、 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT第二章第二章 基因组学基因组学张彦婷郑州大学生物工程系maocaterpillar16318939265726 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT大 纲基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学1 12 23 3人类基因组方案人类基因组方案HGPHGP的概略的概略基因组学及其分支基因组学及其分支HGPHGP的作图的作图HGPHGP的测序的测序HGPHGP的信息处置的信息处置 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 基因gene 遗传的根本单位，编码RN

2、A或多肽链的核酸片段。 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT编码蛋白的构造基因编码蛋白的构造基因 复制转录的调控序列复制转录的调控序列功能尚不清楚的区域功能尚不清楚的区域基因组基因组DNADNA “ “基因组基因组(genome)(genome)一词是一词是19201920年年WinklesWinkles从从GENesGENes和和chromosOMEschromosOMEs组成的。组成的。 细胞或生物体所含的一套完好的单倍体遗传物质细胞或生物体所含的一套完好的单倍体遗传物质基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSER

3、T基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT6 什么是C值？ 通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量. C值普通随着生物的进化而添加，高等生物C值普通大于低等生物。基因组的大小C值基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT7某些低等生物的C值比高等生物的C值还大。基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT一些方式生物的基因组大小一些方式生物的基因组大小物种物种基因组大小/bp基因组大小/bpT4噬菌体T4噬菌体2.

4、0102.0105 5大肠杆菌(大肠杆菌(Escherichia coli) )4.2104.2106 6酵母(酵母(Sccharomyces cerevisiae) )1.5101.5107 7拟南芥(拟南芥(Arabidopsis thaliana) )1.0101.0108 8秀丽小杆线虫(秀丽小杆线虫(Caenorhbditis elagans) )1.0101.0108 8果蝇(果蝇(Drosophila melanogaster) )1.65101.65108 8水稻(水稻(Oryza sativa) )3.89103.89108 8小白鼠(小白鼠(Mus musculus) )3

5、.0103.0109 9人类(人类(Homo sapiens) )3.3103.3109 9玉米玉米(Zea mays) )5.4105.4109 9普通小麦(普通小麦(Triticum aestivum) )1.6101.61010108基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 病毒基因组基因组较小基因组较小 不到大肠杆菌基因组的不到大肠杆菌基因组的1/101/10可以是可以是DNADNA，也可以是，也可以是RNARNA可以是单链构造，也可以是双链构造可以是单链构造，也可以是双链构造可以是闭环分子，也可以是线性分子可以是闭环分子，

6、也可以是线性分子基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 原核生物基因组基因组相对较小，呈双链环状基因组相对较小，呈双链环状DNADNA分子，无染色体构造，分子，无染色体构造，具有单个复制起始点。具有单个复制起始点。 基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT2. 2. 具有支配子具有支配子operonoperon构造：构造： 几个功能相关的基因串连在一同，由一个启动几个功能相关的基因串连在一同，由一个启动子控制，构成一个转录单位，转录产生一个多顺反子控制，构成一个转录单位

7、，转录产生一个多顺反子基因子基因mRNAmRNA。基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT123. 3. 质粒是存在于细菌染色体外的，具有自主复制质粒是存在于细菌染色体外的，具有自主复制才干的环状双链才干的环状双链DNADNA分子；大小为几分子；大小为几kbkb。基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT13nucleoid质粒plasmid基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT真核生物基因组 真核生物基因组的

8、化学本质为真核生物基因组的化学本质为DNADNA，多与蛋白质，多与蛋白质结合构成染色质。结合构成染色质。 基因组远大于原核生物，构造复杂。基因组远大于原核生物，构造复杂。 基因不存在支配子构造，功能相关基因分散在基因不存在支配子构造，功能相关基因分散在不同的染色体上。不同的染色体上。14基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 基因组中有大量低度反复频率基因组中有大量低度反复频率103103、中度、中度反复频率反复频率105105 105，通常这些序列的长度为，通常这些序列的长度为6-200bp6-200bp，如卫星，如卫星DNAD

9、NA； 2.2.中度反复序列：反复频率中度反复序列：反复频率 101-105, 101-105,反复单位平均长度约反复单位平均长度约300bp300bp占基因总量的占基因总量的35%35%。rRNA gene, tRNA gene, rRNA gene, tRNA gene, 组蛋白组蛋白gene )gene )；3.3.单拷贝基因：单拷贝序列单拷贝基因：单拷贝序列unique sequenceunique sequence亦称非反亦称非反复序列复序列nonrepetitive sequencenonrepetitive sequence在一个基因组中只需一在一个基因组中只需一个拷贝或个拷贝或

10、2-32-3个拷贝。多数编码蛋白质的基因。个拷贝。多数编码蛋白质的基因。基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类染色体构造表示图基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 基因组学genomics 19861986年提出，至今年提出，至今2020多年，曾经开展成为遗传多年，曾经开展成为遗传学中最重要的分支学科。学中最重要的分支学科。 定义为研讨基因组的构造

11、组成、时序表达方定义为研讨基因组的构造组成、时序表达方式和功能，并提供有关生物物种及其细胞功能式和功能，并提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息。的进化信息。 21基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT22 基因组学是以分子生物学技术、计算机技术和信息网络技术为研讨手段，以生物体内全部基由于研讨对象，在全基因背景下和整体程度上探求生命活动的内在规律及其内外环境影响机制的科学。 基因组学的特点 强调进展细胞中全部基因及非编码区的整体性调查和系统性研讨，从而全面提示基因与基因间的相互关系、基因与非编码序列的关系、基因与基因组的相互关系

12、基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 基因组学研讨的最终目的 获得生物体全部基因组序列获得生物体全部基因组序列 鉴定一切基因的功能鉴定一切基因的功能 明确基因之间的相互作用关系明确基因之间的相互作用关系 阐明基因组的进化规律阐明基因组的进化规律23基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT24 基因组学包括3个不同的亚领域 构造基因组学(structural genomics) 功能基因组学(functional genomics) 比较基因组学(comparative

13、 genomics) 基因组学概念基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT大 纲基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学1 12 23 3人类基因组方案人类基因组方案HGPHGP的概略的概略基因组学及其分支基因组学及其分支HGPHGP的作图的作图HGPHGP的测序的测序HGPHGP的信息处置的信息处置 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 当我们沉醉于以前的科学当我们沉醉于以前的科学成就时，却忽然发现了人成就时，却忽然发现了人类对本身的认识太少了。类对本身的认识太少了

14、。 人的生老病死终究是由什人的生老病死终究是由什么决议的？我们根本上没么决议的？我们根本上没方法解答这个问题。更重方法解答这个问题。更重要的是，人类面对一些疾要的是，人类面对一些疾病，有时显得束手无策，病，有时显得束手无策，这迫切需求人类去认识了这迫切需求人类去认识了解本身。解本身。人类基因组方案的由来 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT27 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT28 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT29人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 人类基因

15、组方案的研讨目的 绘制人类基因组的高分辨遗传图谱 绘制人类及某些方式基因组的各种物理图谱 确定人类及某些方式生物的DNA全序列 搜集、储存、传播和分析所得资料 开展用于此研讨的一系列新技术人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类基因组方案的背景人类基因组方案的背景-基因组方案最基因组方案最早始于美国早始于美国初衷1945年原子弹事件的广岛之争:突变率调查1984年12月犹他大学魏特受美国能源部的委托，美国能源部资助召开的环境诱变物和致癌物的防护的会议上，讨论DNA重组技术的开展及测定人类整个基因组DNA序列的意义，第一次提出测定人

16、体基因和全部DNA序列，并检测一切的突变，计算真实的突变率。1985年6月，美国加州的会议上，美国能源部正式提出了展开人类基因组测序任务，构成了能源部的“人类基因组方案初步草案。1986年6月，新墨西哥州冷泉港吉尔伯特及伯格主持的讨论会上，进展了可行性讨论。美能源部宣布实施草案。意裔美肿瘤分子生物学家杜伯克在发表文章使人们认识到包括癌症在内的人类疾病的发病缘由,在其“标书里论述了“人类基因组方案的必要性与艰巨性，并使该方案成为国家级与国际性的方案.1987年，美国国家医学研讨院和能源部结合提出了这一宏伟方案，即HGP,先期投资550万启动这一方案沃森任实验室主任1988年成立了国际人类基因组组

17、织(HUGO)和结合国科教文组织UNESCO1989年美国成立了“国家人类基因组研讨中心。1989年2月英国开场了HGP的研讨。1990年10月1日正式启动实施目的：完成对人的基因组的30亿个核苷酸对的全部序列测定任务，阐明人体中全部基因的位置、功能、构造、表达调控方式及致病突变的全部信息。耗资30亿，由美、英、法、德、日、中六国科学家的共同努力下， 2000年6月26日，国际人类基因组方案与塞莱拉公司结合发布“人类基因组任务草图。 2019年2月12日两大科研小组结合发布人类基因组图谱及“根本信息。宣告人类基因组方案初步完成。 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 人类基

18、因组方案是一个协作方案 6个国家的16个中心上千名科学家参与。其中美国占54的份额,英国占33,日本占7,法国约占3，德国约占，中国占。每个国家所占的份额同该国的生物产业程度成正比。32人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 在HGP中，还包括对五种生物基因组的研讨：大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠，称之为人类的五种“方式生物。 HGP的最初目的：15年内1990-2019投入30亿美圆，完成人类24条染色体的30亿个核苷酸序列分析 HGP的终极目的是解码生命、了解生命、认识种属之间和个体之间存在差别的原因、认识疾病产生的机制以及长

19、寿与衰老等生命景象、为疾病的诊治提供科学根据。 33人类基因组方案人类基因组方案 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类基因组方案的进展并不是一帆风顺人类基因组方案的进展并不是一帆风顺的。以全球协作、数据共享为主旨的国的。以全球协作、数据共享为主旨的国际人类基因组方案面临着来无私营公司际人类基因组方案面临着来无私营公司 Celera Celera强有力的挑战。强有力的挑战。34人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT35 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERTCelera公司简介 CeleraC

20、elera公司建立于公司建立于20192019年年5 5月，位于美国马里兰州的月，位于美国马里兰州的RockvilleRockville，由，由PEPE公司和公司和J. Craig VenterJ. Craig Venter博士共同创建。博士共同创建。Craig Craig VenterVenter博士曾是基因组研讨所博士曾是基因组研讨所The Institute for Genomic The Institute for Genomic Research Research ，TIGRTIGR的创建者和指点人的创建者和指点人. . CeleraCelera的本意来自拉丁语的的本意来自拉丁语的“

21、快速，因此快速，因此CeleraCelera公司不断公司不断努力于开发基因组信息并使之商业化，以加速生物技术的努力于开发基因组信息并使之商业化，以加速生物技术的开展和运用。目前开展和运用。目前CeleraCelera公司已针对已有的功能基因组和公司已针对已有的功能基因组和蛋白质组信息开发出一套新的数据库及效力系统，为相关蛋白质组信息开发出一套新的数据库及效力系统，为相关研讨任务提供有力的工具和效力。研讨任务提供有力的工具和效力。 36人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT37* * Craig Venter Craig Venter

22、博士采用散博士采用散弹弹法于法于ScienceScience上上发发表表结结果。果。人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT38人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 19901990年，人年，人类类基因基因组组方案在美方案在美国国正式正式启动启动。 19911991年，美年，美国国建立第一批基因建立第一批基因组研讨组研讨中心。中心。 1993 1993 年，桑格年，桑格研讨研讨中心在英中心在英国剑桥国剑桥附近成立。附近成立。 20192019年，法年，法国国国国家基因家基因组测组测序中心成立。序中心成立。 20192019年，中

23、年，中国国在北京和上海在北京和上海设设立立国国家基因家基因组组中心。中心。 20192019年，中年，中国获国获准准参与参与人人类类基因基因组组方案，承方案，承当当1%1%的的测测序序义义务务，成，成为参与这为参与这一方案的一方案的独独一一开开展中展中国国家。家。 20002000年年 6 6月月2626日，中、美、日、德、法、英等日，中、美、日、德、法、英等6 6国国科科学学家宣家宣布初次布初次绘绘成人成人类类基因基因组组“ “任任务务框架框架图图。 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT39人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 2019 2019 年年2 2月月12

24、12日，六日，六国国科科学学家家结结合在合在学术学术期刊上期刊上发发表人表人类类基因基因组组“ “任任务务框架框架图图及初步分析及初步分析结结果。果。 20192019年年8 8月月2626日，人日，人类类基因基因组组“ “中中国国卷卷的的绘绘制任制任务务宣宣告完成。告完成。 20192019年年4 4月月1414日，中、美、日、德、法、英等日，中、美、日、德、法、英等6 6国国科科学学家宣布人家宣布人类类基因基因组组序列序列图绘图绘制制胜胜利，人利，人类类基因基因组组方案的方案的一切目的全部一切目的全部实现实现。已完成的序列。已完成的序列图图覆盖人覆盖人类类基因基因组组所所含基因含基因区区域

25、的域的99%99%，准确率到，准确率到达达 99.99% 99.99%。 20192019年年1010月月, ,人人类类基因基因组组完成完成图图公布公布 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 国际“人类基因组方案协作组 6 国 16 中心于当日 18：00北京时间同时宣布： 40人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT41人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT美国国家人类基因组研讨所所长美国国家人类基因组研讨所所长弗朗西斯弗朗西斯柯林斯在引见情况。柯林斯

26、在引见情况。42人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT43 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT44人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT45 2000 年 12 月美、英等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完好图谱，这是人类初次全部破译出一种植物的基因序列。人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT46Initial sequencing and analysis ofthe human geno

27、meInternational Human Genome Sequencing ConsortiumNATURE VOL 409 15 FEBRUARY 2019 860-921人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT47The Sequence of the Human Genome16 FEBRUARY 2019 SCIENCE VOL 291 1304-1人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 由由31.6531.65亿亿bpbp组成组成 含含3 33.53.5万基因

28、万基因 与蛋白质合成有关与蛋白质合成有关 的基因占的基因占2%2%48 61%与果蝇同源 43%与线虫同源 46%与酵母同源人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT基因数量少得惊人人类基因组中存在“热点和大片“荒漠三分之一为“渣滓DNA种族歧视毫无根据男性基因突变比例更高 人人类类基因基因组研讨组研讨成果成果阐阐明明人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 主要表达在对人类基因组整体构造的认识，主要表达在对人类基因组整体构造的认识，即人类基因组遗传图、物理图、转录图、序即人类

29、基因组遗传图、物理图、转录图、序列图的完成，从而奠定了人类构造基因组学列图的完成，从而奠定了人类构造基因组学根底。而人类基因图的完成，仍有大量任务根底。而人类基因图的完成，仍有大量任务要做。要做。50人类基因组方案人类基因组方案- -概述概述 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT大 纲基因、基因组与基因组学基因、基因组与基因组学1 12 23 3人类基因组方案人类基因组方案HGPHGP的概略的概略基因组学及其分支基因组学及其分支HGPHGP的作图的作图HGPHGP的测序的测序HGPHGP的信息处置的信息处置 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类基因组

30、方案人类基因组方案作图作图基因组方案四张图谱 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 定义：采用遗传学分析方法将基因或其他定义：采用遗传学分析方法将基因或其他DNADNA顺序标定在顺序标定在染色体上构建连锁图。染色体上构建连锁图。 遗传图谱遗传图谱(genetic map)(genetic map)又称连锁图谱又称连锁图谱(linkage map)(linkage map)或或遗传连锁图谱遗传连锁图谱(genetic linkage map)(genetic linkage map)：指基因组内基因和：指基因组内基因和专注的多态性专注的多态性DNADNA标志标志(marker

31、)(marker)相对位置的图谱。相对位置的图谱。人类基因组方案人类基因组方案作图作图一、遗传作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 遗传图距的单位：厘摩遗传图距的单位：厘摩cMcM。早期绘制的经典遗传图。早期绘制的经典遗传图谱的单位是重组率，谱的单位是重组率，1%1%的重组率为的重组率为1 1个遗传单位。现代遗传个遗传单位。现代遗传图谱的单位为厘摩图谱的单位为厘摩(centi Morgan(centi Morgan，cM)cM)，1cM1cM相当于相当于1%1%的重的重组率，约为组率，约为1,000,0001,000,000个碱基对个碱基对(base pairs(ba

32、se pairs，bp)bp) 交换率或交换值或重组频率交换率或交换值或重组频率= = 减数分裂的重组产物减数分裂的重组产物 减减数分裂的总产物数分裂的总产物 人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 构建遗传图谱的根本原理构建遗传图谱的根本原理 真核生物遗传过程中会发生减数分裂，此过程真核生物遗传过程中会发生减数分裂，此过程中染色体要进展重组和交换，这种重组和交换的中染色体要进展重组和交换，这种重组和交换的概率会随着染色体上恣意两点间相对间隔的远近概率会随着染色体上恣意两点间相对间隔的远近而发生相应的变化。而发生相应的变化。 根据概率大小

33、，人们就可以推断出同一条染色根据概率大小，人们就可以推断出同一条染色体上两点间的相对间隔和位置关系。体上两点间的相对间隔和位置关系。 我们得到的这张图谱也就只能显示标志之间我们得到的这张图谱也就只能显示标志之间的相对间隔。我们称这一间隔的相对间隔。我们称这一间隔( (概率概率) )为遗传间隔为遗传间隔(cM)(cM)，由此构建的图谱也称为遗传图谱。，由此构建的图谱也称为遗传图谱。人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 遗传图谱的意义遗传图谱的意义 经过遗传图谱，我们可以大致了解各个基经过遗传图谱，我们可以大致了解各个基因或因或DNADNA

34、片断之间的相对间隔与方向，如哪片断之间的相对间隔与方向，如哪个基因更接近着丝粒，那个更接近端粒等个基因更接近着丝粒，那个更接近端粒等 遗传间隔是经过遗传连锁分析获得的，运遗传间隔是经过遗传连锁分析获得的，运用的用的DNADNA厘摩标志越多，越密集，所得到的厘摩标志越多，越密集，所得到的遗传连锁图的分辨率就越高遗传连锁图的分辨率就越高 遗传图谱不仅是现阶段定位基因的重要手遗传图谱不仅是现阶段定位基因的重要手段，即使在人类基因组全物理图谱建立起段，即使在人类基因组全物理图谱建立起来之后，它依然是研讨人类基因组遗传与来之后，它依然是研讨人类基因组遗传与变异的重要手段变异的重要手段人类基因组方案人类基

35、因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT遗传作图的DNA分子标志 第一代：限制性片段长度多态性第一代：限制性片段长度多态性 restriction fragment length polymorphisms,RFLPrestriction fragment length polymorphisms,RFLP 第二代：简单序列长度多态性第二代：简单序列长度多态性 simple sequenece length polymorphisrns,SSLPs)simple sequenece length polymorphisrns,SSLPs) 小卫星序列：小卫星序

36、列：Minisatellite DNAMinisatellite DNA 微卫星序列：微卫星序列：Microsatellite DNA, MSMicrosatellite DNA, MS 第三代：单核苷酸多态性标志第三代：单核苷酸多态性标志 single nucleotide polymorphisms,SNPsingle nucleotide polymorphisms,SNP人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 现代遗传图谱的概念由现代遗传图谱的概念由Botstein DBotstein D等等(1980)(1980)首先提首先提出

37、，在此根底上，限制性片段长度多态性出，在此根底上，限制性片段长度多态性RFLPRFLP作为遗传图谱的第一代崭新标志得以作为遗传图谱的第一代崭新标志得以问世问世 。第一代：限制性片段长度多态性人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 同源染色体同一区段DNA 序列的差别， 限制酶识别的碱基顺序有专注性人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT第二代：简单序列长度多态性 SSLPs发现：小卫星序列minisatellite , 微卫星序列microsatellite 微卫星多态性遗传标志，又称

38、简单序列反复标志short sequence repeat，SSR，最重要的优点是高度多态性，提供的信息量相对很大；另外可用PCR技术使操作实现自动化，遗传图与物理图研讨中非常有用的工具20世纪80年代后期,人们开场运用微卫星序列(microsatellite,MS)绘制图谱。1994年底，美、法完成了以RFLP及微卫星为标志的遗传图谱.图谱包含了5826位点，覆盖4000cM，分辨率高达0.7cM2019年法国报道了完全以微卫星DNA标志构建的遗传连锁图，包含2335位点，分辩率为1.6cM人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类基因

39、组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT第三代：单核苷酸多态性标志single nucleotide polymorphism，SNP点突变，位于密码子的摇摆位置，表现为沉默突变而被大量保管下来。大多数不能被限制酶识别，必需采取测序或寡聚核苷酸杂交检测在人类基因组中可到达300万个，平均每1000个碱基对就有一个数目多，覆盖密度大，它的开发和运用摒弃了遗传标志分析技术的瓶颈凝胶电泳，为DNA芯片技术运用于遗传作图提供了根底人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT人类基因组方案人类基因组方案作图作

40、图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT为什么要进展物理作图？为什么要进展物理作图？ 遗传学图谱分辨率有限遗传学图谱分辨率有限 遗传学图的分辨率依赖于遗传学图的分辨率依赖于得到的交换的数目。对于人类得到的交换的数目。对于人类与大多数真核生物来说，宏大与大多数真核生物来说，宏大数量的后代不易获得。数量的后代不易获得。 遗传学图谱准确度有限遗传学图谱准确度有限酿酒酵母酿酒酵母chr3chr3遗传图与物理图的比较遗传图与物理图的比较二、物理作图人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 定义：以一段知核苷酸序列的DNA片段限制性

41、酶切位点、序列标签位点等为标志,以Mb或Kb作为图距绘制的基因组图。 根本要素：路标、单位、顺序、可复制的DNA片段 物理图谱人类基因组方案人类基因组方案作图作图 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 物理作图的根本原理人类基因组方案人类基因组方案作图作图 物理图谱的本质是路标和克隆的测序物理图谱的本质是路标和克隆的测序 单一克隆或重叠克隆都不是图谱，重叠克隆的延续可以单一克隆或重叠克隆都不是图谱，重叠克隆的延续可以制成图谱，克隆末端的数量决议了可排制成图谱，克隆末端的数量决议了可排DNADNA片段的数量片段的数量 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT

42、定义：将限制性酶切位点标定在定义：将限制性酶切位点标定在DNADNA分子的相对位置。分子的相对位置。 局限性：只能运用于相对较小的局限性：只能运用于相对较小的DNADNA分子。对于分子。对于DNADNA分子长度分子长度50Kb50Kb50Kb的的DNADNA分子，可选用稀有切点内切酶酶切分子，可选用稀有切点内切酶酶切DNADNA。1. 1. 限制酶作图限制酶作图人类基因组方案人类基因组方案作图作图物理作图的方法 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 2. 2. 序列标志位点作图序列标志位点作图 大基因组物理图主流构建技术大基因组物理图主流构建技术人类基因组方案人类基因组方案

43、作图作图 序列标志位点序列标志位点Sequence tagged site, STSSequence tagged site, STS : :指一段指一段短的短的DNADNA序列序列, ,通常长度在通常长度在100-500bp,100-500bp,易于识别易于识别, , 在待研讨在待研讨的染色体或基因组中仅存有的染色体或基因组中仅存有1 1个拷贝。因此当个拷贝。因此当2 2个片段含有个片段含有同一同一STSSTS顺序时，可以确认这两个片段彼此重叠。顺序时，可以确认这两个片段彼此重叠。 序列标志位点作图：经过序列标志位点作图：经过PCRPCR或分子杂交将特定或分子杂交将特定DNADNA顺序定顺序

44、定位在基因组染色体区段中。位在基因组染色体区段中。 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT 构建图谱的载体与方法人类基因组方案人类基因组方案作图作图 利用不同程度的克隆方法，将染色体分解成可测定顺序的方式。克隆方法克隆方法可克隆可克隆DNADNA片段大小片段大小放射杂交株放射杂交株大片段大片段酵母人工染色体酵母人工染色体1002000kb1002000kb细菌人工染色体细菌人工染色体80350kb80350kb黏粒黏粒3145kb3145kb噬菌体和质粒噬菌体和质粒20kb20kb以下以下 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT放射杂交株放射杂交株radia

45、tion hybrid, RHradiation hybrid, RHX射线处置中国仓鼠体细胞株挑选扩增含小于一条人染色体的细胞株人类基因组方案人类基因组方案作图作图克隆人染色体的特异片段 LOGO COMPANY LOGOTYPE INSERT YAC载体: 即酵母人工染色体，具有酵母染色体的特性，以酵母细胞为宿主，能在酵母细胞中复制。以YAC为载体，可以乘载2 Mb的大片段DNA，是物理作图中最早利用的大片段DNA载体。优点: 容量大, 插入片段可达1400 kb. 缺陷: 转化效率低； 插入子稳定性差； 嵌合克隆比例高, 达48%； 插入DNA的制备相当困难。 人类基因组方案人类基因组方案作图作图YAC (Yeast art