分子生物学张尚宏课件分子生物学

一 基因组与基因组学 3 基因组学 Genomics 把基因组作为研究对象的学科 1 结构基因组学 structuralgenomics 2 功能基因组学 functionalgenomics 3 进化基因组学 evolutionarygenomics 基因组学的三个有代表性 时代 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 Phage X174 5375nt Sequencingtimeline 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 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 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 DNAmicroarray 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 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 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 2005BREAKTHROUGHOFTHEYEAR EvolutioninAction2005年世界十大科学进展之首 进化研究的新突破 人与黑猩猩基因组的比较 Humanandchimpanzeedifferbyonlyabout1 inthenucleotidebasesthatcanbealignedbetweenourtwospecies andtheaverageproteindiffersbylessthantwoaminoacids Butasurprisinglylargechunkofnoncodingmaterialiseitherinsertedordeletedinthechimpascomparedtothehuman bringingthetotaldifferenceinDNAbetweenourtwospeciestoabout4 Science2005 310 1878 1879 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 链对称 strandsymmetry 双链DNA A T G C AA TT AC GT AG CT 链对称 strandsymmetry 单链DNA A T G C AA TT AC GT AG CT 二核苷酸在基因组全序列中的链对称性 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 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 蛋白质组学等 5 RNA组学 RNomics RNA组与RNA组学 RNomics 转录组 transcriptome 与转录组学 transcriptomics ORF OpenReadingFrame ORFeome Usefulwebsitesfor