医学遗传学课件-人类基因组学

第四节人类基因组学人类基因组学（humangenomics）是研究人类基因组组成，基因组内各基因的精确结构、相互关系以及表达调控的科学。199019952000200520102015HGPEGPHapMapHEPTCGADNA元件大全3D核小体计划人类基因组计划及其延伸计划一览图一、人类基因组计划GenomicstobiologyGenomicstohealthGenomicstosocietyGeneBank：美国国家生物技术信息中心（NCBI）EMBL：欧洲生物学信息研究所（EBI）DDBL：日本信息生物学中心（CIB）生物信息学已改变了基础生命科学研究的运作方式，极大地提高了工作效率。国际上三大公共基因数据库：人类基因组的结构特征：不到3万个编码基因，仅相当于线虫和果蝇的两倍，但其编码的蛋白组复杂。许多特征在基因组上分布不均一：基因、GC含量和CpG

岛等。人类基因组中含有大量的SNP。可变剪接类型S100A4

S100calciumbindingproteinA4[

Homosapiens

(human)]人类基因组的结构特征：不到3万个编码基因，仅相当于线虫和果蝇的两倍，但其编码的蛋白组复杂。许多特征在基因组上分布不均一：基因、GC含量和CpG

岛等。人类基因组中含有大量的SNP。二、环境基因组计划（EGP）EnvironmentalGenomeProject许多慢性疾病（如肿瘤）都是环境危险致病因素作用于具有遗传易感基因的个体所致。环境应答基因（environmentalresponsegene）的多态性是造成人群易感性差异的重要原因。环境基因组即指基因组中环境应答基因的总和。环境基因组计划的主要目的即在于研究环境应答基因的多态性，并探索基因与环境的相互作用。三、人类单体型作图计划（HapMap）Humanhaplotypemappingproject单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）是指在不同个体的DNA序列上的单个核苷酸的差异，在人类基因组中广泛存在。相邻的SNPs位点倾向于一起传递（连锁）。位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP位点称作单体型（haplotype）。其他相关延伸计划人类DNA元件百科全书计划人类表观基因组计划癌症基因组计划三维核小体计划一、结构基因组（基因组作图）第五节基因组学研究1遗传连锁图（geneticlinkage

map）定义：通过遗传重组所得到的基因线性排列图称为遗传连锁图。通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率,确定它们的相对距离。遗传图距单位为厘摩(cM),

每单位厘摩定义为1%重组率。遗传标记（geneticmarker）：可以是任何一种呈孟德尔遗传的性状或物质形式，如：基因、血型、血清蛋白、DNA多态标记等。确定其在基因组中的位置后，可作为参照标记用于遗传重组分析。

第一代（1975）限制片断长度多态（RFLP）

分布数量105

多态程度较低,利用价值受限第二代（1989）短串联复制序列长度多态(STR)

分布数量＞104

高度多态第三代（1996）单核苷酸多态（SNP）

分布数量3×106

一般为二态单体型分析DNA遗传标记2物理图（physicalmap）

定义：是利用限制性内切酶将染色体切成数个片段，根据重叠序列把片段连接成染色体，确定遗传标志之间物理距离的图谱。将随机长度的DNA片断在染色体上的排列顺序确定下来。这些克隆DNA片断连接起来，形成重叠克隆群（Contig），再将一个个重叠克隆群（Contig)相连成线状，覆盖整个染色体。这主要靠序列标签位点（STS）作路标来实现。1.基于图谱的方法：即在物理图基础上，将各个BAC克隆片段切成更短的片段，形成亚克隆分别进行测序，再将相互重叠的读出序列组装成连续重叠线。2.“全基因组鸟枪法”测序：即直接将基因组DNA分割成2kb左右的小片段进行随机测序，再用超级计算机组装成重叠线。所形成的序列图称celera序列。

……………ACGTCCGATCGGTTCATGCC

TCGGTTCATGCCAATGCCGTCC…………全基因组测序策略：测序技术第一代测序：定性分析第二代测序：高通量测序，可以定量分析第三代测序：对单个DNA分子测序二、FunctionalGenomics（一）研究内容：1.蛋白编码基因2.非编码RNA3.调控元件4.可变剪切5.基因组的三维结构特征二、FunctionalGenomics（二）研究手段：1.基因表达谱的研究2.RNA-seq研究3.基因的功能富集研究（基因分类）4.转录因子对基因转录调控的研究