基因重组资料.doc

人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划1986年,诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco发表短文肿瘤研究的转折点：人类基因组测序什么是基因组(Genome)?基因组就是一个物种中所有基因的整体组成。人类基因组有两层意义：遗传信息和遗传物质。要揭开生命的奥秘，就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。美国陆军部于1942年6月开始实施的利用核裂变反应来研制原子弹的计划，亦称曼哈顿计划。美国于20世纪60年代至70年代初组织实施的载人登月工程，或称“阿波罗”计划1969年2000年6月26日是人类科技史上一个令人难忘的日子，参加人类基因组计划研究的美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家同时向世界宣布人类基因组工作草图已基本完成，已绘制出覆盖人类基因组97%的DNA序列图谱，其中85%的基因组序列得到了精确测定，包含了人体约30亿个碱基对的正确排序。人们认为人类基因组计划是继曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划之后的第三大科学计划，它对人类认识自身，提高健康水平，推动生命科学、医学、生物技术、制药业、农业等的发展具有极其重要的意义，人类基因组工作草图的完成是该计划实施的一个里程碑。人类基因组计划的由来与进展 人类基因组计划最初是由美国生物学家，诺贝尔奖获得者杜尔贝科（R.Dulbecco）于1986年在美国科学杂志上发表的一篇文章中提出的，主要目标是测出人类基因组DNA长达3109碱基对的序列，发现所有人类基因并阐明其在染色体上的位置，从而在整体上破译人类遗传信息。经过约3年的讨论，美国政府于1990年10月正式启动了这项将耗资30亿美元、为时15年的计划，预期在2005年完成人类基因组全部序列的测定。这一计划还包括对一系列模式生物的基因组的全序列测定，如大肠杆菌、酵母、拟南芥、线虫、果蝇和小鼠等。对这些处于生物演化不同阶段的生物体的研究是认识人类基因结构与功能所不可缺少的。1993年美国国立卫生研究院和能源部修改了其五年计划的指标；1994年遗传图谱的五年计划提前完成；1995年人类第3、11、12和22号染色体的中等精度的图谱公布；人类第16、19号染色体的高分辨率物理图谱分别完成。该计划自实施以来，很快受到国际科学界的重视，英国、日本、法国、德国的科学家先后加盟，于是人类基因组计划扩展成国际性合作计划。1996年举行了国际合作的人类基因组大规模测序战略会议。1997年美国国立卫生研究院成立国家人类基因组研究所（NHGRI）。1998年美国国立卫生研究院与能源部提出新的五年计划（1998-2003），人类DNA测序是其重中之重，旨在2003年底前完成整个人类基因组的测序，其间，在2001年底前产生人类基因组序列的工作草图。1999年7月，在中国科学家的积极申请之下，中国科学院遗传研究所人类基因组中心在国际人类基因组组织注册成功，负责测定全部序列的1%。中国成为该计划的第六个参与国，也是惟一的发展中国家。1999年12月，国际基因组计划联合小组宣布，已完整译出人类第22号染色体的遗传密码，人类首次完成人体染色体基因完整序列的测定。2000年4月美国塞莱拉（Celera）基因研究公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。但不少欧美科学家对此表示质疑，因为该公司的研究没有提供有关基因序列的长度和完整的可靠数据。2000年5月，德国与日本科学家合作完成了人第21号染色体的基因测序工作，该项成果可以揭开早老性痴呆症、躁狂抑郁症等疾病的发病机理。在6国16个测序中心的1 100多名科学家、计算机专家和技术人员的通力合作下，终于在2001年2月提前完成了人类基因组的工作草图。我国人类基因组研究工作的历程与进展 我国人类基因组的研究工作，在国家自然科学基金委员会的支持下，于1994年启动以后又得到了国家高技术发展计划（863）和国家自然科学基金的重点支持，以及中国科学院和北京、上海等市政府的支持，1998年疾病基因组等研究被列入国家重点基础研究规划（973）的第一批项目之中；中国南方基因中心在上海成立。翌年，北方人类基因组中心和中国科学院人类基因组中心先后在京成立。1999年9月中国加入国际人类基因组计划，并仅用半年多的时间，于2000年4月提前完成了人类第3号染色体短臂上3 000万个碱基对的工作草图，从而在这一科学丰碑上自豪地刻下中国人的名字。我国通过参与这一计划，改变了国际人类基因组研究的格局，能够分享这一计划历时10年积累的全部成果、数据和技术，建立起了自己的大规模测序的全套技术及科技队伍，为我国今后的生物资源基因组研究及参与国际生物产业竞争奠定了基础。现在，我国已建立起一整套较完整的基因组研究体系，在基因多样性领域，建立了多民族人群的DNA样品库，对中国南、北30个民族或人群的遗传关系进行了研究，并与世界其他人群进行了比较。疾病基因的研究也取得了可喜的进展，克隆了遗传性高频耳聋的致病基因，定位了若干单基因疾病的染色体位点。在白血病和某些实体肿瘤相关基因的结构、功能研究方面也取得重大突破，已获得EST（表达序列标签）10多万条，克隆了1 000条以上新基因的全长cDNA，在模式生物基因组的全测序方面我国也做了出色的工作，开展了中国生物数据库的建设。尽管我国在人类基因组研究方面取得了一系列令人惊喜的成就，但科学家们指出，我国现有的基因组研究队伍的总体状况，特别是在资金与技术设备方面与发达国家相比，仍存在着相当大的差距。要使我国从基因资源大国转变为基因研究大国，扭转目前面临的基因资源流失的严重情况，还需付出极大的努力。人类只有一个基因组，大约有2-3万个基因。人类基因组计划是美国科学家于1985年率先提出的，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。计划于1990年正式启动，这一价值30亿美元的计划的目标是，为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。打个比方，这一过程就好像以步行的方式画出从北京到上海的路线图，并标明沿途的每一座山峰与山谷。虽然很慢，但非常精确。2003年4月14日，中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布：“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。至此，人类基因组计划距离正式启动过去了14年，比原计划提前了两年多。1990年，人类基因组计划在美国正式启动。9年后，中国获准加入了人类基因组计划，成为参与这一计划的惟一发展中国家。在一次访谈中，人类基因组计划中国联系人杨焕明教授说：“人类基因组计划应该说是1953年4月23号（应为25日）开始的。”1953年4月25日的自然杂志上，沃森和克里克以1000多字的短文和一幅插图公布了他们的发现：DNA的双螺旋结构。根据他们的模型，DNA是由两条由脱氧核糖和磷酸交替组成的长链（长链通过碱基之间的氢键结合在一起）形成的双螺旋，每个脱氧核糖上都连着一个碱基，碱基以A对T、G对C的原则配对。按照碱基配对的原则，一条链上的碱基顺序确定后，另一条链上的碱基顺序也就显而易见。“如果说人体的基因就像一部包装精美的天书，记载着生命的奥秘，那么，DNA双螺旋模型的发现，则是我们翻开了本书的第一页。”而人类基因组完成图谱的公布，则将这本书完整地呈现在了人类的面前。1977年，美国科学家桑格和吉尔伯特发现了读取基因序列的方法，并测定了第一个基因组序列，但由于工程过于庞大，并没有人打主意“用这种方法研究整个人体基因的序列”。当时，更多的生物学家们，都忙于对单个基因的功能进行研究，比如也是1977年，瓦穆斯发现了第一个致癌的基因，引起世界轰动。1986年，美国能源部向国会正式提出了“人类基因组计划（humangenomeproject，简称HGP）”的初步草案，同时美国开始筹建“人类基因组计划”的实验室。4年后，经美国国会批准，HGP计划正式启动，预计耗资30亿美元，堪比曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。按照这个计划的设想，到2005年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基因的谱图换句话说，要揭开组成人体10万个基因的30亿个碱基对的秘密。翌年，美国建立了第一批基因组研究中心。1993年，英国的桑格研究中心在剑桥附近成立、1997年，法国国家基因组测序中心成立1998年，也就是加入“人类基因组计划”的前一年，中国分别在北京和上海设立了国家基因组中心。杨焕明是中科院北京基因组研究所的所长。自1980年以来，他便长期从事医学遗传学与人类基因的定位工作，1994年回国后，顺应学科发展趋势，由原先从事人类遗传学的“细科学”转为基因组研究的“大科学”。1999年，中国正式加入人类基因组计划，承担人类3号染色体断臂上约3000万个碱基对的测序任务，占整个基因组的1。工程稳稳地进展着。2000年6月26日，中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布首次绘成了人类基因组“工作框架图”；2001年2月12日，6国科学家联合在学术期刊上发表了人类基因组“工作框架图”及初步分析结果；2003年4月14日，6国科学家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，已完成的序列图覆盖人类基因组所含基因区域的99%，精确率达到99.99%。其中，人类基因组“中国卷”的绘制工作于2001年8月26日宣告完成。DNA双螺旋结构发现者之一的詹姆斯沃森认为，中国的基因组研究机构“可以和世界上任何一个国际同类机构媲美和竞争”，中国已经成为“DNA科学的重要角色”。“国际人类基因组计划中国测序部分的圆满完成，是一件了不起的事情，整个中国都应该为此骄傲。”在国际人类基因组计划的“掌门人”柯林斯博士看来，中国科学家由零起步，短短两年时间里，高效高质地完成了承担的测序任务，足以让全世界为之瞩目：“国际人类基因组计划是一项全球科学家共同参与的伟大事业，在这个划时代的里程碑上，已经重重地刻下了中国和中国人的名字。” 哺乳动物雄性个体细胞正常的性染色体对为XY；雌性则为XX。 鸟类的性染色体与哺乳动物不同：雄性个