中山大学分子生物学-online

3.基因组学（1）结构基因组学（structuralgenomics）基因组结构（genomestructure）

种类、结构特点、种属特异性定位基因（genemapping）

遗传图谱（geneticmap）与物理图谱（physicalmap）：遗传距离与物理距离测定基因组全序列（whole-genomesequencing）

结构基因组学研究的主要目标人类基因组计划（theHumanGenomeProject）之前，只测定过一些病毒（X174、、T4等）的基因组全序列当前1页，总共21页。PhageX174:5375nt当前2页，总共21页。当前3页，总共21页。Sequencingtimeline当前4页，总共21页。基因组全序列的测定

1995

流感嗜血菌（Haemophilus

influenzae）1,830kb枝原体Mycoplasma

genitalium

580,070bp，预计有500个基因1996

古细菌Methanococcus

jannaschii1,660kb酿酒酵母（Saccharomyces

cerevisiae）12,068kb，近6,000个潜在的蛋白质编码基因，近150个rRNA基因，近300个tRNA基因，还有几十个核小分子RNA（snRNA）基因和一大批核仁小分子RNA（snoRNA）基因1997

大肠杆菌（Escherichia

coli）4,639kb（目前已测定数百种细菌的全序列）多细胞生物1998秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis

elegans）97,000kb2000黑腹果蝇（Drosophila

melanogaster）180,000kb2000拟南芥（Arabidopsis

thaliana）120,000kb2000（6月）人类（Homosapiens）3,120,000kb当前5页，总共21页。3.基因组学（1）结构基因组学（structuralgenomics）结构基因组学的成就大大促进了生物信息学（bioinformatics）的发展当前6页，总共21页。3.基因组学（2）功能基因组学（functionalgenomics）大规模、高通量分析基因组中基因表达的技术

DNA微阵列（DNAmicroarray），

DNA芯片（DNAchip）基因功能的分析

基因剔除（geneknockout），RNAi当前7页，总共21页。DNAmicroarray当前8页，总共21页。3.基因组学（2）功能基因组学（functionalgenomics）对基因组中基因本身的认识（基因的概念）编码蛋白质的基因编码功能RNA的基因

非编码的DNA也可以是基因？当前9页，总共21页。3.基因组学（3）进化基因组学（evolutionarygenomics）在整体水平上研究基因和基因组的结构、功能的起源与进化比较基因组学（comparativegenomics）——进化基因组学的初始阶段通过比较，发现基因组中蛋白质和功能RNA基因的密度与生物的复杂程度有一定的负相关当前10页，总共21页。不同生物基因组中基因的平均密度生物基因组中基因的平均密度

细菌1个基因/1kb酵母1个基因/2kb线虫1个基因/5kb拟南芥1个基因/5kb果蝇1个基因/13kb人类1个基因/40kb密度的变化与基因组进化中调控元件和“非基因DNA”的扩增有关当前11页，总共21页。2005

BREAKTHROUGHOFTHEYEAR:EvolutioninAction2005年世界十大科学进展之首——进化研究的新突破当前12页，总共21页。人与黑猩猩基因组的比较Humanandchimpanzeedifferbyonlyabout1%inthenucleotidebasesthatcanbealignedbetweenourtwospecies,andtheaverageproteindiffersbylessthantwoaminoacids.Butasurprisinglylargechunkofnoncodingmaterialiseitherinsertedordeletedinthechimpascomparedtothehuman,bringingthetotaldifferenceinDNAbetweenourtwospeciestoabout4%.Science2005,310:1878-1879当前13页，总共21页。3.基因组学（3）进化基因组学（evolutionarygenomics）基因和基因组如何通过并非很多的基本结构单位（构件）的重组而进化成新的基因和基因组（构件在进化中被反复使用）最原始的基因和基因组的起源，其后的进化模式与过程当前14页，总共21页。链对称(strandsymmetry)双链DNA：A％＝T％G％＝C％AA％＝TT％AC％＝GT％AG％＝CT％……当前15页，总共21页。链对称(strandsymmetry)单链DNA：A％≈T％G％≈C％AA％≈TT％AC％≈GT％AG％≈CT％……当前16页，总共21页。二核苷酸在基因组全序列中的链对称性当前17页，总共21页。4.蛋白质组学（proteomics）（1）蛋白质组（proteome）“一个基因组所表达的蛋白质”“一种（或一个）细胞内存在的全部蛋白质（包括修饰后的各种蛋白质）”“一个生物在其生活期间所产生的全部蛋白质的结构与活性”

（2）蛋白质组学研究蛋白质组的科学目前的研究主要是分析蛋白质组中蛋白质的组成、结构及功能当前18页，总共21页。4.蛋白质组学（3）蛋白质组学的研究技术二维凝胶电泳（蛋白质的分离）质谱（蛋白质的分析）（4）后基因组学（post-genomics）功能基因组学、蛋白质组学