基因组学考点复习

1、基因组学考点复习第一章 绪论1. 基因组学的发展历史和现状（人类基因组计划HGP）答 : 人类基因组计划与20 世纪 80 年代中期开始酝酿，1989 年美国正式资助，2000年 6 月宣布完成人类基因草图。人类基因组计划是一项世界范围的科研项目，有六个国家 16 个单位参加， 中国是其中之一。 人类基因组测序计划原定于2003 年结束，由于采取一些新的技术提前3 年完成。国际人类基因组测序联合体公布的人类基因组草图覆盖了整个基因组的86.8%，包括常染色质区域的97%。截止，国际上已完成的和正在进行的基因组测序计划共12251 个，包括真核生物，真细菌和古细菌。基因组学的研究内容答 :Gen

2、omics: The studies of the structure and function of genomes. Structure and sequence of genomes;Function of genomics;Applied genomics.3. 什么是基因组 Genome、转录组和蛋白质组答： Genome： The entirety of an organisms hereditary information. It isencoded eitherin DNAor,formany types of virus,in RNA. 转录组： RNAcopiesof th

3、e active protein-coding genes。蛋白质组： The cells repertoire ofproteins第二章 遗传作图遗传作图的分子标记类型（ RFLP、STR/VNTR/Microsatellite 、SNP）、分布特征和作图方法答： RFLP：Restrictionfragment lengthpolymorphisms,限制性片段长度多态性；VNTR：小卫星序列STR: 微卫星序列SNP ：单核苷酸多态性single nucleotidepolymorphisms卫星、小卫星、微卫星的区别答：卫星的组成单位是短碱基序列，卫星序列位于染色体的异染色质区；小卫

4、星在染色体上分布于常染色质区；微卫星重复单位仅2-5bp ，也位于常染色质区。SNP的高通量检测技术有哪些答：（ 1）、未知 SNP的发现：即通过找寻未知的 SNP，并对其分析以确定此 SNP与遗传疾病的关系；（2）已知 SNP的遗传分型：即对不同人群的 SNP遗传多样性进行检测或对已知致病基因的遗传病进行诊断。个体基因身份鉴定的原理（ STR）和应用（法医、亲子鉴定等）答： The PCR products are then separated by either gel electrophoresis orcapillary electrophoresis.采用含有国际标准的13-16个核

5、心STR位点进行DNA检测，综合这些位点信息，个人的个体识别率已超过千亿分之一，即1000 亿人之间不会有两个个体的STR基因型发生重复，完全可以进行个人同一认定。在遭遇意外事故、失散、财产继承、试管婴儿、骨髓移植、克隆器官或克隆生命体等原因引起的需要进行个体识别和亲权鉴定中，基因身份证将发挥至关重要的作用。遗传图谱偏高的原因（遗传作图的局限性）答： Map resolutiondepends on：sample size forcrossbreed； quantificationof polymorphic markers.Limited accuracy： Recombination ho

6、t spot； Exchange frequency differencesbetween gendersNumerous exchanges between two locus6. 个体基因组中多态性的表现形式（ SNP、 Indel 、 STR、 Structural variation）答： SNP：同一个体或不同个体基因组中等位位点上的单核苷酸碱基不同。对于二倍体生物，等位位点上的SNP有杂合、纯合之分。第三章 物理作图遗传作图和物理作图在作图原理、标记类型、标记方法、图距单位上的差异和联系（ 1cM约相当于 1Mb）答：作图原理：区别：遗传作图采用遗传学分析方法将基因或其他定在染色体

7、上构建连锁图；物理作图采用分子生物学技术直接将或克隆标定在基因组的实际位置所构建的位置图。DNA分子标记标DNA分子标记基因联系：它们都是确定基因或DNA分子标记在染色体上的排列位置标记类型：遗传作图的标记类型有性状、基因或 DNA分子标记；物理作图有限制性作图、基于克隆的基因组作图、荧光原位杂交作图和序列标签位点。联系：由于方法的局限性，遗传图和物理图均会产生某些偏差，通过共同的做图标记可以相互校正，由此获得更加准确的基因组连锁图。标记方法：区别：遗传图：RFLPSSLPSNP物理图： Gene、 Restrictionsite、STS、 FISH图距单位：遗传图：厘摩（CM）物理图：依作图

8、方法而异。联系：都与交换率有关。物理作图从尺度分为哪几种答： Cytogeneticmapping、Restrictionmapping、FISH、RHmapping、Clone basedmapping辐射杂交作图的原理和适用性答： Radiation hybrid (RH) map: A genome map in which STSs are positionedrelative to one another on the basis of the frequency with which they areseparated by radiation-induced breaks.（作图

9、需要已知序列的STS和一套辐射杂种细胞系，作图后得到STS之间的图距。）The frequencyis assayedby analysing apanelof humanhamster hybridcelllines,each produced by lethallyirradiatinghumancellsand fusingthem withrecipient hamster cells such that each carries a collection of humanchromosomal fragments.荧光原位杂交的原理答： The position at which t

10、he probe hybridizes to the chromosomal DNA isvisualized by detecting the fluorescent signal emitted by the labeled DNA.限制性作图原理：与 RFLP的区别答： compare the fragmentsizesproduced when a DNAmoleculeis digestedwithtwo differentrestriction enzymesto decide the restrictionsiteof the twoenzymes in the DNA mole

11、cule.HGP标准克隆载体 BAC的结构答： pBAC为 mini-F的衍生质粒。 OriS 和 repE 基因介导 F 因子的单向复制， parA和 parB 维持低水平质粒拷贝数，每个基因组约1-2 个拷贝。 CosN为噬菌体末端酶专一性切割位点，loxP 为 P1 Cre 蛋白作用位点，均可将环状BAC DNA转变为线型分子，便于物理图绘制。HindIII和 BamHI为外源 DNA插入位置，两侧的NotI 位点可用于直接检测克隆的大分子DNA。7. 什么是 STS，哪些序列适合作为STS？答： STS are shortsequences thatare operationally

12、uniquein the genome andare used to generate mapping reagents.ESTs (expressed sequence tags)、 SSLP、 Random genomic sequeces第四章 基因组测序第一代基因组测序的策略：克隆重叠群法和鸟枪法第一代人类基因组测序测了多少条染色体（24 条）2. 克隆重叠群（ Clone contigs）和支架（ Scaffold）的含义克隆重叠群：一群相互重叠的克隆或 DNA序列，可以是草图序列或精确序列，包括连续的或不连续的 DNA序列支架：一组锚定在染色体上的重叠群，内部含间隙或不含间隙如何利

13、用克隆指纹构建 contigs ：由于 BAC（细菌人工染色体）克隆 DNA可以大规模机械化制备， 酶切核电用凝胶分离， 通过计算机对酶切片段的扫描识别， 可对 BAC 克隆进行大范围的指纹比对和排列，由此快速构建指纹重叠群鸟枪法基因组测序的含义、局限性和适用性含义： 将整个基因组DNA打断成小片段后将其克隆到质粒载体中，然后随机挑取克隆对插入片段进行测序， 并以获得的测序序列构建重叠群， 进而搭建序列支架，最后以分子标记为向导将序列锚定到基因组整合图上。局限性 ：1、如果基因组太大，结构过于复杂，序列组装的起始阶段工作量非常大，必须对所有已知小片段序列进行分析，找出共有序列组装成很小的重叠群

14、。序列组装时可能会将重复基因过滤掉从而丢失许多重要信息；2、存在大量难以填补的间隙，这些间隙所处的物理图位置难以判断，给序列填补带来很大麻烦适用性 ：鸟枪法优点在于测序速度快，而且无需提供相关的遗传图和物理图，此外全基因组鸟枪法测序覆盖面较大，有些在作图法中遗漏的基因可在鸟枪法测序中发现。4. 测序的覆盖率（ Coverage ）和深度（ Depth ）测序深度： 指测序得到的总碱基数与待测基因组大小的壁纸。假设一个基因大小为2M，测序深度为10%，那么获得的总数据量为20M。覆盖度： 指测序获得的序列占整个基因组的比例。 由于基因组中的高 GC、重复序列等复杂结构的存在，测序最终拼接组装获得

15、的序列往往无法覆盖所有的区域，这部分没有获得的区域就称为 Gap，例如一个细菌基因组测序，覆盖度是 98%，那么还有 2%的序列区域是没有通过测序获得的。第二代高通量基因组测序的三巨头及其基本原理：Roche 454 GS：焦磷酸光点测序原理：在DNA聚合酶、 ATP硫酸化酶、荧光素酶和 ATP 双磷酸酶的作用下，将每一个 dNTP的聚合与一次化学发光信号的释放偶联起来，通过检测化学发光信号的有无和强度，达到实时检测 DNA序列的目的。Illumina GA：将基因组DNA的随机片段附着到光学透明的玻璃表面（即Flowcell ），这些 DNA片段经过延伸和桥式扩增后，在Flow cell上形

16、成了数以亿计Cluster ，每个 Cluster是具有数千份相同模板的单分子簇。然后利用带荧光基团的四种特殊脱氧核糖核苷酸，通过可逆性终止的边合成边测序（ Sequencing-by-synthesis, SBS）技术对待测的模板DNA进行测序。ABISoLid ：用连接法测序获得基于“双碱基编码原理” 的SOLiD颜色编码序列，随后的数据分析比较原始颜色序列与转换成颜色编码的reference序列，把 SOLiD颜色序列定位到reference上，同时校正测序错误，并可结合原始颜色序列的质量信息发现潜在SNP位点。基因组序列拼接的难点在于 ：重复序列和缺口（序列缺口和物理缺口） ；两类缺口

17、的含义和弥补办法： 序列间隙：指测序时遗漏的序列，这些序列仍然保留在尚未挑选到的克隆中。填补：首先收集所有已知间隙两侧的序列，由此设计专一性探针，从基因组文库中筛选阳性克隆，再由筛选到的阳性克隆PCR扩增，进行克隆和测序。物理间隙：指构建基因组文库时被丢失的 DNA序列，它们从已有的克隆群体中永久性地消失。填补： 1、利用一个不同的载体重新构建一个基因文库，以间隙两侧重叠群末端序列作为探针筛选第二个文库； 2、利用 PCR方法，将不同重叠群末端序列作为引物两两配组扩增基因组DNA目前已完成全基因组测序的物种大致有多少 （ 2000 多种）第五章 基因组概貌1. 病毒基因组的组成和复制策略的多样

18、性（以、和为例）组成：核酸： DNA/RNA；基因组的形状：线性、环形、片段；核酸链：双链、单链、部分双链 （单链 RNA有正反链的区别）复制策略多样性 ：流感病毒 FLU:流感病毒的基因组是多节段ss （ - ）RNA,复制时多个片段是作为一个整体一起复制的，反义链 RNA先在 RNA聚合酶作用下逆转录出正义 RNA链，结合形成双链 DNA后整合到宿主染色体上扩增出子代病毒 mRNA和子代核酸。乙肝病毒HBV：乙肝病毒的基因组是由两条螺旋的DNA链围成的一个环形结构。其中一条较长负链已经形成完整的环状；另一条长度较短的正链，呈半环状。在感染肝细胞之后，这条半环状的DNA链要以负链为模板，在乙

19、肝病毒DNA聚合酶的作用下延长，最终形成完整的环状，然后再以此为模板进行DNA复制。艾滋病毒 HIV：其基因组是 ss（ +） RNA，复制时先有正义链逆转录形成反义链，再由 RNA酶降解亲代正义链，由新合成的反义链为模板逆转录出新的正义链，结合形成 dsRNA整合到宿主细胞进行复制2. 原核生物基因组的大小、基本特点（操纵子、单倍性、连续性等）原核生物基因组较小，只含有一个染色体，呈环状或线状，只有一个复制起点，一个基因组就是一个复制子。特点： 1、 功能相关的基因大多以操纵子形式出现。操纵子是细菌的基因表达和调控的一个完整单位，包括结构基因、调控基因和被调控基因产物所识别的DNA调控原件（

20、启动子等） 。 2、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在。一般而言，为蛋白编码的核苷酸顺序是连续的，中间不被非编码顺序所打断。3、重复序列和不编码序列很少。越简单的生物，其基因数目越接近用DNA分子量所估计的基因数。4、功能密切相关的基因常高度集中，越简单的生物，集中程度越高。5、DNA绝大部分用于编码蛋白质，结构基因多为单拷贝6、结构基因中无重叠现象。7、基因组中存在可移动的DNA序列，如转座子和质粒等3. 原核生物基因组元件存在侧向基因转移（ Lateral gene transfer）侧向基因转移： Transfer of a gene from one species to another

21、.菌种之间有大量横向基因转移：几百到几千kb; 细菌与古细菌之间也存在横向基因转移。Thepicture that is emerging is one in which prokaryotes living in similarecologicalnichesexchange genes withone anotherin orderto increasetheirindividual fitness for survival in their particular environment.Ways： Transformation； Transduction； Conjugation真核生物

22、基因组的基本特征、CpG岛： CpG 岛经常出现在 真核生物 的管家基因 的调控区，在许多 基因的启动子或“起始”区域周围， 甲基化 经常被抑制，这些区域包含浓度相对较高的CpG对，与此段区域对应的染色体区段一起被称作CpG岛，其长度通常在几百到几千核苷酸 的长度内变化；2、 假基因： 假基因具有与功能基因相似的序列，但由于有许多突变以致失去了原有的功能，所以假基因是没有功能的基因，常用表示。3、存在 C 值矛盾： C值的大小与物种的结构组成和功能的复杂性没有严格的对应关系的现象。因为真核生物基因组染色体上存在不同数目的重复序列；4、重复序列： 组成基因组的DNA 序列，根据其重复的频度可分为

23、三类。一是基因组只有一个复制序列的单一DNA ，二为高度重复序列（highlyrepetitivesequence ），由较短的序列 105 107 次直线连结而成，其中含随体 DNA 等。第三为中等程度的重复序列（ moderately repetitive sequence ），为有 300 500 个核苷对的大致相同的序列假基因形成的原因 （常规的和加工的）、常规假基因： DNA复制和突变引起，常位于同源基因有功能拷贝的附近，含有内含子。无意突变：基因内部出现终止密码子；启动子突变失活；剪接信号缺陷；偶尔也可能通过一个有利突变而激活； 2 、加工的假基因：功能基因的mRNA 经过逆转录产

24、生cDNA 插入基因组形成，无内含子。无启动子，来源于RNA 聚合酶 III 转录物的假基因除外，因为它们的启动子位于mRNA 序列内部，如Alu 序列。真核生物基因组中转座子的类型（ LINE、SINE、Alu 序列）及其生物学意义LINE (long interspersed nuclear elements，长分散核因子 ): containsreverse transcriptase.SINE（ short interspersed nuclear element，短分散核因子）: itstranspositiondepends on reversetranscriptaseprovi

25、dedby otherautonomousretroelements.ALU： Alu 重复序列 是哺乳动物基因组中 SINE 家族的一员，约有 50 万份拷贝，由于这种 DNA 序列中有 限制性内切核酸酶 Alu 的识别序列 AGCT ，所以称为 Alu 重复序列生物学意义： 目前转座子元件是植物分子生物学操作和植物基因工程 中分离克隆基因和研究基因功能最有力的工具之一，其中的一大类反转录转座子具有分布广、异源转座高和受组织培养诱导激活等优势，因此它的发现和利用又为转座子标签的应用提供了更广阔的前景。此外通过对现有转座元件 的改造以及转座元件作为载体改造的工具，也将大大加速植物基因和功能序列

26、的分离与研究。真核生物细胞器基因组（线粒体、叶绿体）的特点1、叶绿体：大小：物种间变化不大，组成相似，大小相近（100200kb），包含约 200 个基因，如 rRNA、tRNA、核糖体蛋白质基因、光合作用有关基因；数目：绿藻中约 1000 个拷贝，高等植物中每个细胞约 200 个拷贝；特征：有两段较大的反向重复序列 (IR 区 ) ，编码 rRNA，可以防止分子内重组，保持稳定的组成。2、线粒体：人类：基因组较小（16.6kb ），结构紧凑，间隔序列很少，含有个别重叠基因；酵母（低等真核生物和高等植物）：基因组较大（ 75kb），有较长的间隔序列和较多内含子，有的内含子中包含基因，功能为 R

27、NA剪接，高等植物线粒体基因组中散布有许多短重复序列， 常导致重排， 使线粒体基因组变化很大 (2002500kb), 并在同一个体中不均一分布。8. 重要的 7 种模式生物 （大肠杆菌 Escherichia colicevevisiae、线虫 Caenorhabditis elegans、果蝇、酵母 SaccharomycesDrosophila melanogaster、拟南芥 Arabidopsis thaliana、小鼠Mus musculus 、人Homo sapien ）的代表性和基因组结构特征模式生物的必要条件：易培养、繁殖、观察；成年个体小；世代周期短，后代多；在进化上有一定

28、代表性；模式生物基因组一般复杂性比较高，重复序列比例低；建立了成熟的培养方法；建立了多种遗传突变种系；遗传背景积累的资料丰富。大肠杆菌：原核生物。22 分钟一代。基因组全长465381 bp ，含 4283 个结构基因或 ORF，其中 62%都可基于比较基因组学的分析而确定其功能；酵母：酵母是最简单的真核生物，是研究真核生物基因的结构、功能、表达和调控的模型。16 条染色体，基因组全长 12068kb，5885 个 ORF， ORF 平均长度 1450bp，即基因密度平均为2Kb，蛋白质编码序列占基因组的 72%,有将近 31编码蛋白质的酵母基因或者开放阅读框与哺乳动物编码蛋白质的基因有高度的

29、同源性；线虫 : 线虫是细胞分化和组织发育研究的最重要的材料。它是唯一一个身体中的所有细胞能被逐个盘点并各归其类的生物。 G80Mb， n=6，基因密度为78Kb，存在重叠基因和多顺反子转录现象;果蝇：从经典遗传学的连锁律的确立到细胞遗传学中多线染色体的发现，以至分子遗传学最重要的发现之一，同源盒（ HOX）基因的发现，都离不开对果蝇的研究。 G=165Mb, n=4 ；拟南芥：拟南芥的全基因组测序工作于2000 年完成，成为植物界第一个被完整测序的物种。与其他一些高等植物相比，拟南芥的基因组很小，5 条染色体总共含约 1.15亿个碱基对，尽管基因组小，拟南芥的2.5 万多基因在功能类别上却和

30、其他开花植物大致相似，因而，拟南芥作为实验材料有利于其基因的克隆和饱和突变体库的建立。 此外，拟南芥生命周期很短，从播种到种子收获仅需要68 周；拟南芥个体较小，适合于实验室内种植；小鼠：由于小鼠繁殖快，饲养管理费用低，所以成为生物医学研究中广泛使用的模式生物，也是当今世界上研究最详尽的哺乳类实验动物。 目前全世界每天约有2500 万只小鼠被用于生物医学研究，以小鼠为对象的研究已经获得了17 项诺贝尔奖。G=3.3Gb,复杂性和人相似；人：人类基因组由23 对染色体 组成，其中包括22 对体染色体、 1条 X 染色体 和 1 条 Y 染色体， 人类基因组含有约30 亿个 DNA 碱基对。但 人

31、类基因组中的基因数量比原先预期的少得多，其中的外显子 ，也就是能够制造蛋白质 的编码序列，只占总长度的1.5% 。什么是基因组印迹：基因组印迹又称基因组印记、亲代印迹或配子印迹，是指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个亲本来源的等位基因有不同的表达活性的现象。甲基化对基因表达的影响：DNA的甲基化通常会抑制基因的表达、抑制转座因子的活性。组蛋白乙酰化对基因表达的影响：乙酰化可能通过对组蛋白电荷以及相互作用蛋白的影响，来调节基因 转录，组蛋白乙酰化有利于基因表达。人基因组中大致有多少基因（ 2000025000）为什么人类基因组的

32、基因数量并不多，却可以完成非常复杂的生物学功能（可变剪接、基因表达调控的多层次）：1 、可变剪接：有些基因的一个mRNA前体通过不同的剪接方式( 选择不同的剪接位点) 产生不同的mRNA剪接异构体，这一过程称为可变剪接。可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制,是导致人类基因和蛋白质数量较大差异的重要原因。2、基因表达调控的多层次：分为转录水平上的基因表达调控和翻译水平上的基因表达调控。1. 转录水平的调控：包括DNA转录成 RNA时的是否转录及转录频率的调控，DNA的序列决定了DNA的空间构型，DNA的空间构型决定了转录因子是否可以顺利的结合到DNA的调控序列上， 比如结合到TA

33、TA等序列上； 2. 翻译水平的调控：翻译水平的调控又可以分成翻译前的调控和翻译后的调控。a、翻译前的调控主要是 RNA编辑修饰。生物体对RNA进行编辑剪切，比如核糖体RNA剪切后变成 28S/16S/5S. 还有一些甲基化修饰等等。b、翻译后调控主要是蛋白的修饰，蛋白修饰后可以成为有功能的蛋白或者有隐藏功能的蛋白。第六章 搜寻基因如何预测基因组序列中的基因同源性比对、 ORF搜寻（长度筛选、内含子剪接特征、密码子偏爱） 、基因结构信号辅助（ CpG岛、启动子）、 EST拼接不指导预测基因及其可变剪接形式等。基因功能预测主要采用软件分析方法，根据已有的基因功能推测基因组中具有相似结构的基因的功

34、能。计算机预测基因功能的主要依据仍然是同源性比较，同源基因都拥有一个共同的祖先基因，在漫长的进化岁月中，他们仍然保持原有的生物学功能。同源基因一般不会有完全一致的核苷酸序列，因为这两个基因，在出现后独立的发生随机突变，但他们有相似的序列组成，大部分未突变的核苷酸位置是相同的，当一个新的基因序列被确认后，根据同源性可从数据库中查找已知序列的同源基因。根据进化的相关性可从已知的同源基因推测新基因的功能。2. ORF及其含义： ORFORF 包是生物个体的基因组中，可能是蛋白质编码序列的部分。基因中的含并位于开始编码与终止编码之间。由于一段 DNA 或 RNA 序列有多种不同读取方式，因此可能同时存

35、在许多不同的开放阅读框架。Homology（同源性）：指起源于同一祖先但序列已经发生变异的序列之间的关联性。Similarity（相似性）：指同源蛋白质的氨基酸序列中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例。dentity （一致性）：指同源 DNA序列的同一碱基位置上相同的碱基成员， 或者蛋白质中同一氨基酸位置相同的氨基酸成员的比例，可用百分比表示。4. 什么是 EST：ESTs是 cDNA 分子所测得部分序列的短段DNA( 通常 300500bp)。从 cDNA 文库所得到的许多表达序列标签集合组成表达序列标签数据库，代表在一定的发育时期或特定的环境条件下，特定的组织细胞基因表达的序列。EST

36、研究基因表达谱的优势和局限性：局限性： 1.EST is shortand not the wholeexpression product;2.Low abundance genes are difficult tocheck;3.Single-run sequencing has high error frequency of 25%；4.Contaminated sequences including vector DNA, mitochodrial expressionto tremendous amount of computation优势： 1.mRNA可直接反转录为 cDNA，并很

37、容易构建 cDNA文库。 2. 只需一次 cDNA 测序即可获取 EST的序列， 500bp 的 cDNA序列足以鉴定所代表的基因。 3. 不必反复检测 EST序列的准确性。如何从 EST获得全长（ RACE）：a PCR-based technique for mapping the end ofa mRNA molecule. RACE 是主要通过 RT-PCR技术由已知部分 cDNA序列来得到完整的 cDNA5和 3 端，包括单边 PCR和锚定 PCR。基因克隆的基本策略： 基因克隆技术包括把来自不同生物的基因同有自主复制能力的载体 DNA在体外人工连接，构建成新的重组DNA，然后送入受

38、体生物中去表达，从而产生遗传物质和状态的转移和重新组合。6. 如何定位于染色体上的基因？答：Cytogenetic abnormality； Genome scanning( 全基因组扫描 ) : Looking forthemarkersclosestto the diseasegene. ( 采用 DNA分子多态性标记，以较大间距在大量样本、家系或同胞对中进行全基因组扫描，通过连锁分析或关联分析将相关基因定位到某些染色体区域；在这些区域再选择高密度的遗传标记，做精细分析，进一步缩小定位区域；查找该定位区域内的所有基因，从中选择可能的候选基因进行基因变异检测。)如何对疾病基因进行定位克隆 （

39、流程）：1）发现连锁或关联： by Linkage analysisor associationstudy.2 ）精细定位：Find cosegregatingmarker in small region105106bp） .3 ）对候选区域内的基因序列进行分析，寻找目的基因。通过数据库搜索和基因预测可以提高在基因座上寻找目的基因的效率。4）获得区域内的表达序列。 5）对候选基因设计实验干扰其表达来验证究竟哪个基因与疾病相关。连锁分析： 利用家系遗传信息中的重组率计算两位点之间的染色体图距。根据疾病有无合适的遗传模式，可分别进行参数分析和非参数分析。参数分析：需要设定遗传模式，基因频率和外显率

40、，计算优势对数分数（ LOD）值。可高效发现疾病基因的连锁标记，但如果模型设定错误，可能导致结论错误。主要适用于已知遗传模式的单基因遗传病基因定位。 非参数分析： 对患病家系中的成对患病成员，比较其基因组同一座位上获得来自共同祖先的同一等位基因的频率， 如果与孟德尔独立分离预期频率差异显著， 则认为该等位标记与致病基因之间存在连锁不平衡。可适用于多基因疾病，可发现多个连锁不平衡位点，但不能得到其与疾病基因之间的图距。LOD值得含义和联锁关系的取值判断：Lod 值是在一定重组率下两个位点相连锁的似然性与两个位点不连锁的似然性比值的对数值。关联分析： 基于观察标记位点等位基因和疾病基因之间的是否存

41、在连锁不平衡（ linkage disequilibrium, LD ）的分析法。标记位点与致病基因之间越近、突变率越低、杂合率越高，用标记检出致病基因位点的几率就越高。群体关联分析（病例对照研究） ：在无亲缘关系的病例和对照样本中随机选取两组，比较一个座位的某等位基因在患病组和对照组中出现的频率，如前者显著大于后者，则认定 LD。连锁不平衡的含义和原因：连锁不平衡是指在研究样本群中，两个或者多个位点的非随机关联性，这些位点既可能在同一条染色体上，也可以在不同的染色体上。连锁不平衡是等位基因或者遗传标记在一个人群众表现出高于或低于由等位基因的随机频率而预测的单模标本的频率。连锁不平衡的程度取决

42、于多方面的因素，包括遗传连锁、选择、重组的概率、遗传漂变、选型交配以及群体结构。单倍体 / 单体型（ Haplotype ）：单体型（ Haplotype ）是指在统一染色体上进行共同遗传的多个基因座上等位基因或SNP的组合。什么是基因芯片： 基因芯片又称 DNA芯片、生物芯片， 是固相载体上的寡核苷酸阵列。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法， 在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列 TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完

43、全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。什么是 cDNA微阵列（ cDNA microarray ）： cDNA微阵列是通过平面微细加工技术在固相表面构建的微流体分析单元和系统，它不但可高敏感地定量、定性检测基因表达水平， 且其最大优点是彻底改变了传统的对单个或几个基因表达水平的研究，而可同时研究同一组织或不同组织中成百上千个基因的表达情况。如何利用 cDNA微阵列研究基因表达差异：只要事先除去高度及中等重复序列，任何 DNA都可以被用于 Microarray 。若把某一生物体内全部已知基因 （原位合成或从文库中提取）用机械手点样（极微量 nanoliters ）到玻片或其它载体上，照射

44、UV light 使之固定，再用不同发育阶段的 cDNA作探针与之杂交，就能了解基因在不同生长发育阶段的表达差异。第七章 基因功能研究1. Homology、 Orthology and Paralogy答： Homology（同源性）： Homologous genes are ones that share a commonevolutionaryancestor,revealedby sequence similaritiesbetween the genes.Orthology（直系同源性）： Orthologous genes are those homologs that arep

45、resentin differentorganisms and whose commonancestorpredatesthe splitbetween the species.Paralogy（旁系同源性）：Paralogousgenes are presentin the same organism,often members of a recognized multigene family, their common ancestorpossibly or possibly not predating the species in which the genes are nowfound

46、.基于同源重组的基因失活基因敲除：条件性基因敲除的原理答：对于重要功能基因进行完全基因敲除会导致胚胎死亡，影响基因功能研究。因此常用 Cre/loxP和 FLP/FRT 系统进行组织特异性敲除。根据实验需要， 设计在不同发育时期、不同的空间任意敲除任何一个靶基因，而在不满足条件时靶基因功能正常。转录后基因沉默方式 RNA干扰（ siRNA）答： RNAi 的定义： RNAinterference(RNAi) is a highlyevolutionallyconservedprocess of post-transcriptional gene silencing (PTGS) by which doublestrandedRNA(dsRNA), when introducedintoa cell,causes sequence-specificdegradation of homogolous mRNA sequences.是指在生物体细胞内， dsRNA引起同源 mRNA的特异性降解，因而抑制相应基因表达的过程。一种转录后水平的基因沉默生物体内普遍存在的机制，抑制外源性进入机体内的有害 RNA。RNA干扰（ siRNA）： RNA干扰是一种双链RNA分子在 mRNA水平关闭相应基因的表达