环境基因组学

环境基因组学第一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日基因组学（genomics）基因组（genome），又称染色体组一个物种单倍体的染色体数目，物种全部遗传信息的总和。泛指一个有生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质；在真核生物，基因组是指一套染色体（单倍体）DNA。第二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日1.病毒基因组

DNA病毒

RNA病毒

多数为双链(ds)、环状或线性多数为单链(ss)、线性第三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日噬菌体phiX1741977，Sanger单链环状DNA病毒5386nt5386nt2500氨基酸第四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日乙型肝炎病毒（HBV）聚合酶HBsAgHBcAg部分开环双链DNA病毒第五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日乙型肝炎病毒基因组乙型肝炎病毒基因组

--部分开环双链DNA聚合酶HBsAgHBcAg第六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日.

禽流感病毒(H5N1)

avianinfluenzaAvirus单链RNA病毒8节段-ssRNA血凝素（HA）神经氨酸酶（N)第七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类免疫缺陷病毒(HIV)（humanImmunodeficiencyvirus）逆转录病毒（单链RNA病毒）RNA第八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2.原核生物基因组细菌染色体DNA质粒DNA大肠杆菌（Escherichiacoli）第九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日大肠杆菌细胞结构Nucleoid类核质粒plasmid核糖体鞭毛包涵体荚膜浆膜浆膜外间隙间体类核（nucleoid）：细菌染色体在细胞内形成的一个致密区域。第十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日由一条环状双链DNA分子组成，

通常只有一个DNA复制起点。大肠杆菌染色体DNA大肠杆菌4000K3000K2000K1000K0OriCTerC4639221bp第十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日质粒DNA质粒是存在于细菌染色体外的，具有自主复制能力的环状双链DNA分子；大小为几kb。四环素抵抗第十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日3.真核生物基因组染色体DNA线粒体DNA第十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日12345678910111213141516171819202122XY人类染色体基因组第十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类线粒体基因组2个rRNA基因和22个tRNA基因，13个编码蛋白质基因，编码序列占93%。第十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日CREDIT:JOESUTLIFFScience,Vol291:1221.FishinginaMoreEffective

Way!钓鱼？竭泽而渔？遗传学、生物化学基因组学、蛋白组学第十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日基因组学一、产生背景及概念二、基因组学分类三、结构基因组学四、功能基因组学五、比较基因组学第十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日一、产生背景及概念

1.背景：1985年提出人类基因组计划（HGP），随着HGP的提出和实施，产生的基因组学。基因组学（genomics）对物种的所有基因进行定位、作图、测序和功能分析。第十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2.基因组学（genomics）概念以分子生物学技术、计算机技术和信息网络技术为研究手段，以生物体内全部基因为研究对象，在全基因背景下和整体水平上探索生命活动的内在规律及其内外环境影响机制的科学。第十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日3.基因组学研究内容***

获得生物体全部基因组序列鉴定所有基因的功能明确基因之间的相互作用关系阐明基因组的进化规律

第二十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日4.基因组学的发展历程流感嗜血杆菌(haemophilusinfluenzae)1995年7月第一个细菌基因组全序列发表(Science)：大小为1.8Mb。含1703个基因或开放阅读。这是微生物乃至整个生物学领域的一个里程碑。第二十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日大肠杆菌1997年9月,大肠杆菌的完整基因图谱已绘制成功,基因组全序列完成,全长为5Mb,共有4288个基因,同时也搞清了所有基因产物的氨基酸序列。第二十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日啤酒酵母1997年，第一个真核生物基因组图谱公布。第二十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日秀丽线虫(caenorhabditiselegans)

1998年12月完成了基因组测序。基因组大小100Mb,分布于6条染色体,预测有19，099个基因。第二十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日果蝇Celera公司2000年3月宣布了基因组全序列为180Mb。有13601个基因,其中一半的基因功能还没有搞清楚,有1600个碱基跨度区仍未能完全测序。第二十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日拟南芥：2000年12月,第一个植物基因组——拟南芥基因组被全部测序,遗传图谱、物理图谱建立,序列大小为125Mb。基因组测序区段覆盖了全基因组的115.4Mb,分析共含有25498个基因,编码蛋白来自11000个家族。第二十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类基因组2001年2月中旬，《Nature》与《Science》分别发表了人类基因组工作框架图,报告人类基因组共有30亿个碱基对,预测编码基因31000个,比最初预测的10万个编码基因数大大减少。第二十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2002年4月，水稻基因组图谱公布。第二十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2002年

小鼠、疟原虫和按蚊基因组测序完成鼠基因组共有约27亿个碱基对，比人类少15％，但其包含的基因数目约在3万个左右，与对人类基因数的最新估计非常接近。第二十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日疟原虫的裂殖孢子疟原虫破坏两个红细胞*人被蚊子咬之后5-10分钟，疟原虫孢子到达肝脏，入侵肝细胞内就可逃逸人体免疫系统的攻击。*孢子侵吞肝细胞的营养，大量地分裂繁殖，一周后，肝细胞胀破，数以百万计的新孢子释放进入血液。*新的孢子立刻重新入侵红细胞，再次逃过免疫系统的攻击。且以血红蛋白为食，继续繁殖；*两天后又可再次破坏红细胞，产生更多的孢子入侵其它红细胞……不久，2/3的红细胞都会被疟原虫侵袭。*疟原虫在血液里这种周期性的繁殖过程，而导致病人三天两头地发高烧、打寒战。第三十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人肝细胞内间日疟原虫（Plasmodiumvivax）细胞前期成熟裂殖体疟原虫是疟疾的病原体，分布区几乎遍及全球。间日疟原虫是四种寄生于人体的疟原虫之一。第三十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2003年

人类基因组计划宣布，人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的所有目标全部实现；人类遗传变异图谱研究以及黑猩猩基因组测序计划开始。第三十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2003年11月，世界上首个复杂生物体的蛋白图谱——果蝇蛋白图谱公布，实现了由仅显示遗传密码信息的基因图谱到揭示遗传密码功能的蛋白图谱的飞跃。果蝇（Drosophilamelanogaster）蛋白图谱发表在《科学》杂志的网络版上；研究发布的这个含有7,000多个果蝇蛋白的图谱含盖了这些蛋白之间超过20,000种不同的互相作用。果蝇蛋白有许多与人类蛋白类似，适于作为研制小分子药物如用于治疗癌症、心脏病和糖尿病的口服药片等的靶点研究。第三十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2004年３月１日多国科学家组成的两个研究小组宣布绘制出鸡的基因序列草图和遗传差异图谱。科学家选取了家鸡的远祖——红原鸡为测绘对象，绘制出了草图中约10亿个碱基对，相当于人类的三分之一。科学家在９日出版的《Nature》杂志上载文说，分析发现，红原鸡约有２万到2.3万个遗传基因，与人类数量基本持平，其中有60％与人类相同。（同源性？）第三十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日鸡基因组的分析已经得出了出人意料的结果。科学家们发现，控制鸡生成角蛋白的基因与预想的不同。角蛋白构成人类的头发、指甲，以及鸟类的喙和羽毛，科学家一直认为哺乳动物和鸟类的角蛋白来源相同。但图谱显示，鸡的角蛋白基因与哺乳动物的区别很大。科学家由此推测，角蛋白可能独立了二次进化。意外的发现第三十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日另外，此前科学界一致认为鸡没有嗅觉，但是分析结果表明鸡具有大量的嗅觉基因，而缺乏味觉基因。分析还发现，鸡缺乏人类所具有的产生乳汁、唾液和牙齿的基因。意外的发现第三十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日鸡基因组研究的意义鸡是研究低等脊椎动物和人类等高等哺乳动物的一种比较理想的中介体。将人类基因组与鸡等其他生物的基因组进行比较，有助于更深入理解人类基因的结构和功能，进而开发疾病治疗的新手段。同时对于培育优质鸡种、改善食品安全、控制禽流感病毒的蔓延也有重要意义。第三十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日鸡是种常见的家禽，长期受到进化生物学家的青睐。它的基因序列也有助于科学家了解农业和进化学上重要特性的遗传学基础。鸡的进化研究转基因小鸡对鸡和人类的基因组进行比较后发现约七千万个碱基对是共有的。这暗示着在大约三亿一千万年前二个物种的确是从共同祖先分化出来的——遗传物质的守恒性。第三十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日鸡和所有的哺乳动物多起源于恐龙鸟类的祖先——始祖鸟第三十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日“分道扬镳”在鸟类和哺乳动物分离的时候，鸡获得了生成羽毛和喙的蛋白质的基因，而哺乳动物获得了毛皮蛋白质的基因，丧失了与蛋清和蛋黄有关的基因。鸡的基因组比哺乳动物的紧凑，它拥有20万到23万个基因，但仅有十亿个DNA碱基，而同样多的基因人类需要三十亿个碱基。鸡的基因数量与哺乳动物的相当，但它的基因组含有重复的“垃圾DNA”的数量很少。第四十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日我国科学家在鸡基因组学研究上的重大突破*中国科学院北京基因组研究所在国际合作的框架下参与和主持完成的红原鸡基因组和家鸡基因组多态性研究。*于2004年12月9日发表在《nature》杂志上以主题科学论文的形式发表。第四十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2004年12月10日*西南农业大学家蚕基因组研究群体的研究论文《家蚕基因组框架图》，于12月10日《Science》上以主题科学论文的形式发表，*标志我国家蚕基因组研究获国际认可。第四十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日丝腺是合成茧丝蛋白质的生物器官，是蚕丝产业的生物学基础。科学家通过分析家蚕基因组和基因表达谱，发现了1874个家蚕丝腺特异基因，其中97％为新发现；发现了丝腺中激素活动的证据；科学家甚至比较了家蚕与蜘蛛的基因构成，发现了它们的107个共同功能基因。第四十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日通过对功能基因的获得和功能分析的开展，突破茧丝蛋白质合成相关基因克隆和研究的瓶颈。随着家蚕丝腺特异基因研究的深入，中国将在改造丝蛋白质结构，克服丝绸天然加工弱点等重要产业技术的研发方面取得突破。第四十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日二、基因组学分类***1.根据研究对象：动物基因组学、植物基因组学、肿瘤基因组学、药物基因组学、环境基因组学等。2.根据研究的重点：

结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学第四十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日三、结构基因组学（一）概念和目的（二）基因图谱（三）结构基因组学研究常用方法第四十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日（一）结构基因组学***以全基因组测序为目标的基因结构研究弄清基因组中全部基因的位置和结构，为基因功能的研究奠定基础。基因定位

基因组图谱绘制

测定核苷酸序列第四十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日结构基因组学

（structuralgenomics）目的：建立高分辨的遗传图谱、物理图谱、转录图谱和序列图谱。1.遗传图谱（连锁图谱）2.物理图谱（位置图谱）3.转录图谱（表达图谱）4.序列图谱（分子水平的物理图谱）

第四十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日基因组图谱的构建基因组计划的主要任务是获得全基因组序列，但是，利用现有DNA测序方法，每个测序反应通常只能得到800-1000个核苷酸的序列（800～1000bp）。只有掌握序列片段在染色体上的准确位置才能进行大量的正确的测序片段拼接。∴基因组计划的第一个环节——构建基因组图谱第四十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日基因组图谱的构建

遗传图谱（geneticmap）***：采用遗传分析的方法将基因或其它DNA序列标定在染色体上构建连锁图。遗传图谱（连锁图谱）

：根据遗传性状(如已知基因位点、功能未知的DNA标记、可鉴别的表型性状)的分离比例将其在基因组中的定位，构建相应的连锁图谱。第五十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日遗传图谱（连锁图谱）通过遗传图谱可分清各基因或分子标记之间的相对距离与方向，如靠近着丝粒或端粒。遗传图谱的构建是以位于同一染色体相邻的2个基因或遗传标记的重组率为基因，因而必需要参考家系和分子遗传标记或基因作为研究基础。第五十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日遗传标记特点***有可以识别的标记，才能确定目标的方位及彼此之间的相对位置。构建遗传图谱的关键是寻找基因组不同位置上的特征标记。包括：

形态标记

细胞学标记

生化标记

DNA分子标记第五十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日1.形态标记形态性状：株高、颜色、白化症等又称表型标记所有的标记都必须具有多态性！

花色：白色、红色株高：高、矮血型：A、B、O型淀粉：糯、非糯第五十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日多态性（polymophism）所有多态性都是基因突变的结果！数量少很多突变是致死的受环境、生育期等因素的影响第五十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2.细胞学标记明确显示遗传多态性的染色体结构特征和数量特征染色体的核型染色体的带型染色体的结构变异染色体的数目变异优点：不受环境影响缺点：数量少、费力、费时、对生物体的生长发育不利第五十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日3.生化标记

又称蛋白质标记就是利用蛋白质的多态性作为遗传标记。如：同工酶、贮藏蛋白优点：数量较多，受环境影响小缺点：受发育时间的影响、有组织特异性、只反映基因编码区的信息第五十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日4.DNA分子标记——简称分子标记以DNA序列的多态性作为遗传标记。优点：不受时间和环境的限制遍布整个基因组，数量无限不影响性状表达自然存在的变异丰富，多态性好共显性，能鉴别纯合体和杂合体第五十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日DNA分子标记每种生物DNA具有稳定性，∴DNA标记本身可作为构建遗传图谱的标记，主要有以下3种类型：①限制性内切酶多态性（RFLP）②简单序列长度多态性（SSLP）③单核苷酸多态性（SSR）——微卫星标记第五十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类遗传图谱的构建

不可能根据需要选择亲本，设计杂交组合，构建分离群体！只能检测现存家庭连续几代成员的基因型

家系分析法资料有限、必须借助于统计学方法第五十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类基因组遗传图谱的构建：家系分析法：

22对常染色体：分析8个家系134个成员(186个减数分裂)根据5264个STR(简单重复序列)标记绘制而成。

X染色体：另外利用12个家系170个成员，5364个SSR标记，2335个位点，标记间的平均距离599kb。第六十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类基因组物理图谱:遗传图谱及物理图谱构建；遗传图谱及物理图谱整合；构成更加完整的人类基因组图谱（基因在染色体上的排列不均匀）；基因组序列框架测定和分析。第六十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日1）基因定位：*借助基因组图谱，可使基因定位在精度、深度、广度等方面有极大的提高。*已陆续在各种农作物上定位了许多重要农艺性状和经济性状的基因，在复杂数量性状位点(quantitativetraitloci，QTL)定位分析方面，也取得了很大进展。第六十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2）基因组比较分析：

已经在禾本科玉米、水稻、高梁、大麦、小麦和黑麦，茄科的蕃茄、胡椒、马铃薯，十字花科拟南芥、甘蓝、花椰菜、油菜等做了遗传图谱比较分析，从分子水平了解物种间同源性，研究基因组的进化和染色体的演变。3）标记辅助选择(marker-assistedselectionMAS)：

饱和基因组图谱可用来确定与任何一个目的基因紧密连锁的分子标记根据图谱间接选择目的基因，可降低连锁累赘，加速目的基因的转移与利用，提高回交育种的效率。第六十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日4）基因的克隆与分离：

根据基因组图谱，可以找到一个与目的基因紧密连锁的分子标记，作为染色体步行(chromosomewalking)起始点进行基因的克隆和分离，此法亦称图位克隆法(map-basedcloning)，为基因产物未知的基因克隆提供了捷径。第六十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日3.转录图谱（表达图谱）以表达序列标签（EST）为位标，根据转录顺序的位置和距离绘制的图谱，它是染色体DNA某一区域内所有可转录序列的分布图，是基因图的雏形。方法：用已在染色体定位的YACDNA或BACDNA为探针，与所有可能相关的各组织cDNA文库杂交，寻找其同源克隆并做进一步分析。EST(ExpressedSequenceTag)是从一个随机选择的cDNA克隆，进行5’端和3’端单一次测序挑选出来获得的短的cDNA部分序列,代表一个完整基因的一小部分。第六十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日4.序列图谱（分子水平的物理图谱）以某一染色体上所含的全部碱基顺序绘制的图谱。既包括可转录序列，也包括非转录序列，是转录序列、调节序列和功能未知序列的总和。第六十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日三、结构基因组学研究常用方法1.脉冲场凝胶电泳（PFGE）2.毛细管电泳3.基因芯片技术4.全基因组随机测序第六十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日四、功能基因组学（Functuionalgenomics）——后基因组学（Postgenomics）1.概念***：完成一个生物体全部基因组测序后即进入后基因组测序阶段——描述基因组所有基因的功能，包括研究基因的表达及其调控模式，这就是功能基因组学。研究角度包括：生物学功能、细胞学功能、发育学功能等。第六十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日功能基因组学利用结构基因组所提供的信息和产物，全面分析基因的功能——从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。由基因组静态的碱基序列研究转入对基因组动态的生物学功能研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。第六十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日“基因的功能”研究内容生物学功能：如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰；细胞学功能：如参与细胞间和细胞内信号传递途径；发育上功能：如参与形态建成等。第七十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日“基因的功能”研究手段减法杂交差示筛选经典方法cDNA代表差异分析mRNA差异显示基因表达的系统分析（serialanalysisofgeneexpression,SAGE）cDNA微阵列（cDNAmicroarray）

新兴技术DNA芯片（DNAchip）序列标志片段显示（sequencetaggedfragmentsdisplay）第七十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日（一）鉴定DNA序列中的基因（二）同源搜索设计基因功能（三）实验性设计基因功能（四）描述基因表达模式

主要具体内容包括以下方面

第七十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日（一）鉴定DNA序列中的基因

对基因组序列进行注释，包括鉴定和描述推测的基因、非基因序列及其功能。第七十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日根据序列分析搜寻基因的步骤

查找开放阅读框（openreadingframe,ORF）开放阅读框必须有一个起始密码子——ATG，还要有终止密码子(UAG,UAA,UGA)

。

从ATG开始，然后向下游寻找终止密码子。

起始密码子和终止密码子之间的碱基数目要能够被3整除。每一条链都有3种可能的阅读框，2条连共计有6种可能的阅读框。计算机可迅速给出结果。第七十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日*同源基因在进化中来自共同的祖先，通过核苷酸序列或氨基酸序列的同源性比较推测基因组内相似功能的基因。利用已经存入数据库的基因序列与待查的基因组序列比对，从中查找可以与之匹配的碱基序列及其比例，用于界定基因。（二）同源搜索设计基因功能第七十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日第七十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日第七十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日第七十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日（三）实验性设计基因功能

对基因进行缺失查询或剔除，观察表型变化推测基因功能。第七十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日（四）描述基因表达模式转录组(transcriptome):一个细胞内的一套mRNA转录物，包含了某一环境条件、某一生命阶段、某一生理或病理(功能)状态下，生命体的细胞或组织所表达的基因种类和水平。该研究领域叫转录组学(transcriptomics)。第八十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日转录组学的研究方法－DNA芯片技术第八十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日功能基因组学（functionalgenomics）又称后基因组学（postgenomics)基因的识别、鉴定、克隆基因结构、功能及其相互关系基因表达调控的研究第八十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日大基因组测序存在两个问题：片段数(n)庞大，片段间连接和装配非常复杂，重叠数为2n2–2n；基因组中相同或相似的重复序列在连接和装配时容易出错。基因组图谱的构建：第八十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日2.功能基因组学常用方法和技术⑴RNA干扰技术（RNAi）⑵蛋白质组学研究⑶生物信息学研究第八十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日RNA干扰技术（RNAi）将一段dsRNA导入机体或细胞后，与它有同源序列的基因的表达被干扰或抑制的现象。dsRNA依赖的转录后基因沉默。1998，Fire，线虫作用机制：A.Dicer和Slicer依赖模式:果蝇胚胎细胞和培养细胞S2B.随机降解“PCR”模型:果蝇、线虫、真菌秀丽新小杆线虫（C.elegans）第八十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日蛋白质组学(proteomics)蛋白质组(proteome):是由澳大利亚学者Wasinger等于1995年提出的,是指由基因组编码的全部蛋白质。蛋白质组学(proteomics)就是指研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。鉴定蛋白质的产生过程、结构、功能和相互作用方式。第八十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日蛋白质组(proteom)**：

一个细胞内的全套蛋白质，反映了特殊阶段、环境、状态下细胞或组织在翻译水平的蛋白质的表达谱。这一研究领域叫蛋白质组学(proteomics)。第八十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日双向电泳（twodimensionlectrophoresis,2-DE）：蛋白质具有等电点和分子量的特异性，将蛋白质混合物通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS），使其在电荷（等电聚焦，IEF）和分子量，两个水平上进行分离。蛋白质组学的研究方法第八十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日生物信息学生物信息学是以计算机为工具,用数理及信息科学的理论和方法研究生命现象,对生物信息进行储存、检索和分析的一门学科。是一种用计算机贮存原始资料，分析生物信息，将DNA芯片以及蛋白质双向电泳结果转变成为可读的遗传学信息的学科。生物信息学是现代生物技术与计算机科学的结合，收集、加工和分析生物资料和信息。第八十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日生物信息学是在未来生命科学中起关键作用的学科之一。应用生物信息学可以将来不同的基因组理论和应用综合并标准化，利用大量的生物信息资料来了解遗传网络系统、信号传递及相互关系，计算机还可进行一些生物模拟研究。∴利用生物信息学能够分析从微生物、植物以及人类基因组序列测定产生的大量资料阐明遗传信息。第九十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日五、比较基因组学利用人类基因组与模式生物基因组之间编码顺序上组织结构上的同源性，发现和克隆人类和其他物种的基因，提示基因功能，从而阐明物种的进化关系及基因组的内在结构。比较基因组学(comparativegenomics)涉及比较不同物种的整个基因组，以便深入理解每个基因组的功能和进化关系。第九十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日进化树（系统发生树）第九十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日

“微型人”生理系统与人非常相似90%的基因与人类同源小鼠

(Musmusculus)第九十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日

基因共线性第九十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日第九十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日人类基因组计划——挖掘策略1990，美国国立卫生研究所和能源部投资＄30亿，启动了人类基因组计划，预计15年时间完成人类基因组全部序列的测定1996，完成标记密度为0.6cM的人类基因组遗传图谱，100kb的物理图谱2000，完成草图2001年2月，公布人类基因组图谱的修订版2002，完成测序工作第九十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日HGP主要任务及内容

主要任务工作内容

物理制图确定染色体上诸如限制性内切核酸酶识别位点，（physicalmapping）或序列标志位点（STSs）等的位置图。

遗传制图确定标志位点在一条染色体上的线性排列顺序。（physicalmapping）标志位点间的图距以遗传学距离表示，

单位为分摩尔根（cM）

基因组DNA序列测定人类24条染色体的、由3X109个核苷酸组成的全部DNA序列，绘制人类基因组图谱。第九十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日

通过HGP获得的广泛基因组信息组成了结构基因组学的基本内容，是开展功能基因组学的研究的基础；同时为详尽研究每一个单基因遗传病提供“平台”，并将成为复杂的多基因遗传病研究的发端。HGP的意义第九十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日第九十九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日“人类基因组计划”“全基因组”信息记录着一个人有关生、老、病、死的重要信息，它是一个人全部隐私中最重要的隐私。孩子的基因组图记录一个生命的全部奥秘和隐私。是不是一个色盲，大概会长多高，能否秃顶、发胖等。还可准确地告诉其父母：是什么病，可能会要孩子的命。这张图要交给谁保管呢？父母？保险公司？老板？政府？

第一百页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日TheRelationbetweenGenomicsandMedicine基因组学与医学关系第一百零一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日

医学相关问题结构基因组学功能基因组学蛋白质组学基因组计划的应用第一百零二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日疾病的分子机制：病原,病理和预后，

疾病的易感性，

遗传与环境的影响。第一百零三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日分子诊断：疾病的预测,药物耐受性，

疾病的分型。第一百零四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日分子治疗：药物靶,基因治疗第一百零五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日一、基因病的概念人类疾病大致分为三类：（一）单基因病（二）多基因病（三）获得性基因病

基因病：以基因组学为基础，从疾病和健康的角度考虑，人类疾病大多直接或间接地与基因相关。第一百零六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日并指——单基因控制的显性遗传病。第一百零七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日多指症第一百零八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日白化病人体内缺少酪氨酸酶，不能将酪氨酸转化为黑色素，表现出白化异性状。白化病常染色体上隐性遗传病第一百零九页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日维多利亚女王家族病——血友病

血友病携带者X染色体上隐性遗传病第一百一十页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日先天性唇裂*单侧或双侧发病，有些还伴有腭裂。*从遗传角度，唇裂伴有腭裂者与单纯腭裂是不同的两种疾病。多基因遗传病第一百一十一页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日唇裂多基因遗传病第一百一十二页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日唇腭裂多基因遗传病第一百一十三页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日联胎先天性巨结肠多基因遗传病第一百一十四页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日脊柱裂脑膨出无脑儿多基因遗传病第一百一十五页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日多基因遗传病第一百一十六页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日染色体异常遗传病1.结构异常的染色体病第5条染色体短臂缺失——猫叫综合征第18条染色体长臂缺失——鲤鱼嘴、细指、外耳异常2.数量异常的染色体病21三体综合征（Down征，先天愚型）18三体综合征（Edward征）13三体综合征（Patan征）性腺发育不良（Turner综合征）第一百一十七页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期日二、疾病相关基因的鉴定（一）检测人类基因变异或突变（二）疾病时基因组差异表达分析（三）染色体制图定位及疾病相关基因克隆

第一百一十八页，共一百三十二页，编辑于2023年，星期