分子生物学张尚宏课件分子生物学.ppt

基因组学（Genomics）一、基因组与基因组学把基因组作为研究对象的学科结构基因组学（structuralgenomics）功能基因组学（functionalgenomics）进化基因组学（evolutionarygenomics）基因组学的三个有代表性“时代”（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Phage?X174:5375ntSequencingtimeline基因组全序列的测定?1995?流感嗜血菌（Haemophilusinfluenzae）1,830kb枝原体Mycoplasmagenitalium580,070bp，预计有500个基因1996?古细菌Methanococcusjannaschii1,660kb酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）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（Escherichiacoli）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（Caenorhabditiselegans）97,000kb2000黑腹果蝇（Drosophilamelanogaster）180,000kb2000拟南芥（Arabidopsisthaliana）120,000kb2000（6月）人类（Homosapiens）3,120,000kb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3.基因组学功能基因组学（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），RNAiDNAmicroarray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？3.基因组学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（evolutionarygenomics）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——进化基因组学的初始阶段不同生物基因组中基因的平均密度01生物基因组中基因的平均密度02菌1个基因/1kb03母1个基因/2kb04虫1个基因/5kb05南芥1个基因/5kb06蝇1个基因/13kb07类1个基因/40kb08度的变化与基因组进化中调控元件和“非基因DNA”0901.200502.BREAKTHROUGHOFTHEYEAR:03.EvolutioninAction04.2005年世界十大科学进展之首05.——进化研究的新突破人与黑猩猩基因组的比较Science2005,310:1878-1879Humanandchimpanzeedifferbyonlyabout1%inthenucle