基因组学完整版本

基因组学廖宇静基因组学基因组的概念

基因组的大小和C值矛盾

基因组学的研究内容基因组学研究概况人类基因组学研究概况基因组学概念基因组:一个物种的一套完整遗传物质,包括核基因组和细胞质基因组.核基因组:一个物种的单倍体所拥有的一套完整的染色体；细胞质基因组:一套完整的细胞质中的遗传物质，其上携带的基因称为细胞质基因。通常所说的基因组一般指的是核基因组。研究基因组的学科就是基因组学。cDNA基因组指的是能够转录翻译的DNA序列.什么是基因组？基因组的大小什么是C值？DNA的C值是一个物种的基因组的固有DNA含量，一般是恒定的。C值意义：C值大小与进化关系C值悖论与数量到质量演进进化C值矛盾或C值悖论:C值大小与生物进化不协调的现象。C值矛盾原因:基因内(内含子)、基因间的间隔序列、重复序列和假基因序列什么是C值悖论？为什么？基因组C值基因组学概念：基因组学是遗传学研究进入分子水平后发展起来的一个分支，主要研究生物体全基因组的分子特征。单位：基因组学强调的是以基因组为单位，而不是以单个的基因为单位作为研究对象。目标：认识基因组的结构、功能及进化，弄清基因组包含的遗传物质的全部信息及相互关系，为最终充分合理地利用各种有效资源，为预防和治疗人类遗传疾病提供科学依据。基因组学的的研究内容：构建基因组的遗传图谱；构建基因组的物理图谱；测定基因组DNA的全部序列；构建基因组的转录图谱；研究全基因组的功能，包括各个基因的功能、基因之间的相互关系研究基因表达调控机制基因组与环境的关系基因组与生物进化的关系基因组与社会伦理道德的关系基因组研究概括1990人类基因组计划启动1994年美国启动了微生物基因组计划2006春季人类元基因组计划2006年8月人类肿瘤基因组计划人类基因组计划简述人类基因组计划的背景

人类基因组计划的研究内容

人类基因组计划的实施概况中国人类基因组计划实施简介

人类基因组计划的论文的主要观点人类基因组计划研究的发展趋势中国生物基因组研究的发展趋势

人类基因组计划的背景-----基因组计划最早始于美国初衷1945年原子弹事件的广岛之争:突变率调查1984年12月犹他大学魏特受美国能源部的委托，美国能源部资助召开的环境诱变物和致癌物的防护的会议上，讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组DNA序列的意义，第一次提出测定人体基因和全部DNA序列，并检测所有的突变，计算真实的突变率。1985年6月，美国加州的会议上，美国能源部正式提出了展开人类基因组测序工作，形成了能源部的“人类基因组计划”初步草案。1986年6月，新墨西哥州冷泉港吉尔伯特及伯格主持的讨论会上，进行了可行性讨论。美能源部宣布实施草案。意裔美肿瘤分子生物学家杜伯克在《科学》发表文章使人们认识到包括癌症在内的人类疾病的发病原因,在其“标书”里阐述了“人类基因组计划”的必要性与艰巨性，并使该计划成为国家级与国际性的计划.1987年，美国国家医学研究院和能源部联合提出了这一宏伟计划，即HGP）,先期投资550万启动这一计划沃森任实验室主任1988年成立了国际人类基因组组织(HUGO)和联合国科教文组织（UNESCO）1989年美国成立了“国家人类基因组研究中心"。1989年2月英国开始了HGP的研究。1990年10月1日正式启动实施目标：完成对人的基因组的30亿个核苷酸对的全部序列测定工作，阐明人体中全部基因的位置、功能、结构、表达调控方式及致病突变的全部信息。耗资30亿，由美、英、法、德、日、中六国科学家的共同努力下，2000年6月26日，国际人类基因组计划与塞莱拉公司联合发布“人类基因组工作草图”。2001年2月12日两大科研小组联合发布人类基因组图谱及“基本信息”。宣告人类基因组计划基本完成。人类基因组计划是与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划一样伟大宏伟。人类基因组计划的研究内容美国的人类基因组计划总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。1993年作了修订，其主要内容包括：人类基因组的基因图构建与序列分析；人类基因的鉴定；基因组研究技术的建立；人类基因组研究的模式生物；信息系统的建立。人类基因组研究的社会、法律与伦理问题，交叉学科的技术训练，技术的转让，研究计划的外延等共9方面的内容。核心任务遗传图、物理图、序列图。通过遗传标记基因组作图（genomemapping）绘制每条染色体的遗传连锁图（geneticlinkagemap）和物理图（physicalmap）。测序（sequencing）测定全基因组DNA分子的核苷酸排列次序。基因识别与模式生物基因识别（geneidentification）在作图、基因定位和测序的同时，识别出基因的序列，设法克隆基因，并研究基因的生物学效应。模式生物（modelorganism）的研究对人类基因计划的顺利实施起不不可估量的作用。最常用的模式生物有大肠杆菌、酵母菌、线虫和小鼠等。植物基因组的模式生物是拟南芥。其他问题社会问题（个人基因组资料的保护、基因组中潜在的致病基因等经济问题（基因专利的使用等问题）法律伦理问题（从伦理学、商业和法律的不同角度来看此问题，就有不同的视点。例如，克隆研究有违人性之嫌，商业有无限价值，法律可使之有效性解定）同是一片山地，画家眼里是无限风光，房地产商眼里是钱，生态学家眼里是环境保护……生物信息学与计算生物学随着基因组的深入研究，全世界各个实验室每天都产生大量的数据，其中包括DNA测序、蛋白质的氨基酸序列、基因组作图标记的定位等。因此急需建立各种类型的数据库，包括数据的收集、甑别、组装、诠释、分配与使用等各个环节。这样在发展计算机设备和软件的同时，使生物学与信息科学和计算机科学紧密结合，从而形成生物信息学（bioinformatics）和计算生物学（computationalbiology）。生物信息学（Bioinformatics）生物信息学是生物学与计算机科学以及应用数学等学科相互交叉而形成的一门新兴学科。它通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析，进而达到揭示这些数据所蕴含的生物学意义的目的。生物信息学发展动力人类基因组计划（HGP）生物医药工业人类基因组基因组序列测序功能基因组结构基因组比较基因组收集、整理、检索、存储、分析数据库信息并进行比较研究，预测基因区段与功能、寻找规律生物医药工业HGP所推动的大规模DNA测序也为生物医药工业提供了大量可用于新药开发的原材料。天然植物提取药物化学合成药物人工修饰改造药物生物信息学研究内容（1）各种生物数据库的建立和管理。（2）数据库接口和检索工具的研制。（3）研究新算法、发展方便适用的程序，是生物信息学的日常任务。（4）生物信息学最重要的任务，是从海量数据中提取新知识。（5）DNA芯片和微阵列的发展，把一定组织或生物体内万千基因时空表达的研究提上日程．生物信息学与HGP相关方面（1）高度自动化的实验数据的获得、加工和整理（2）序列片段的拼接（3）基因区域的预测（4）基因功能预测（5）分子进化的研究生物信息学的发展现状生物信息学的发展将会对生命科学带来革命性的变革。对基础学科、医药、卫生、食品、农业等产业产生巨大的影响，甚至引发新的产业革命。各国政府和工业界对此极为重视，投入了大量资金并成立了各种生物信息中心。美国的国家生物技术信息中心（NationalCenterforBiotechnologyInformatics，NCBI）、欧洲生物信息学研究所(EuropeanBioinformaticInstitute，EBI)、日本信息生物学中心（CenterforInformationBiology，CIB）等。NCBI、EBI和CIB相互合作，共同维护着GenBank、EMBL、DDBJ三大基因序列数据库。它们每天通过计算机网络互相交换数据，使得三个数据库能同时获得最新数据。每年召开两个年会讨论合作事宜。我国的生物信息学的现状起步阶段国家级生物医学信息学中心正在筹建之中。北京市成立了北京生物工程学会生物信息学专业委员会（即北方生物信息学研究会），目的在于联合北方地区从事生物信息学的专家，加强合作，促进学科的发展，并为政府决策提供参考意见。清华大学在基因调控及基因功能分析、蛋白质二级结构预测方面、天津大学物理系和中科院理论物理所在相关算法方面、中科院生物物理所在基因组大规模测序数据的组装和标识方面、北京大学化学学院物理化学研究所在蛋白质分子设计方面、华大基因组研究中心（中科院遗传所人类基因组研究中心）在大规模测序数据处理自动化流程体系及数据库系统建立方面均已展开相关研究。北京大学已建立了EMBL中国镜像数据库，将该数据库移植到中国本地，并提供部分的检索服务（http：//www.I/mirror/mirror.html；http：//www.E）；复旦大学遗传学研究所为克隆新基因而建立的一整套生物信息系统也已初具规模；中科院上海生化所、生物物理所等单位在结构生物学和基因预测研究方面也有相当的基础。生物信息学的展望（1）理论研究。（2）软件的重用和说明。（3）集成数据库。（4）生物数据的质量监控。（5）加强生物学家和计算机科学家以及数学家之间的沟通。人类基因组计划精神讨论过程中形成了人类基因组计划精神研究内容的“兼容并蓄”。各国科学家的“精诚合作”。在实施过程中，各国科学家精诚合作、共享材料、共享数据、共同攻关。这在人类自然科学史上，还是史无前例的。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划相比较，更显示了人类的谐同与进步。显示了全人类的发展和全人类的博爱鼓励全球科学家自由参与缩小发达国家与发展中国家在科学技术上的差异，基因组DNA序列的平等分享。对社会“高度负责”的精神。重视、注重HSP计划对社会、法律、伦理方面的冲击、研究HUGO（国际人类基因组组织）的几个重要声明，充分体现了现代自然科学的“求真”、“求善”及对社会的高度责任感。全世界参与的讨论HGP的研究内容是在讨论中逐步完善。最初为“测序分析计划”。“制图计划”特别是遗传图的构建，“cDNA计划”就是蛋白质的“转录图”。“基因鉴定”计划：基因的功能与作用，基因与疾病的关系。“模式生物”计划选择了酵母、线虫、果蝇、小鼠、作为研究人类的四大“模式生物”，其科学意义十分重要。拟南芥作为植物基因组的模式生物。人类基因组遵循原则全球化。免费享用。测序协作组遵循百慕大原则——所有大于2000个碱基对的序列都必须在24小时内递交到国际基因数据库中数据公开，资源共享。各国贡献度英国的HGP始于1989年2月，特点“全国协调、资源集中”。1993年，伦敦Sanger中心成为全世界最大的测序中心，单独完成了三分之一的测序任务。法国HGP始于1990年6月，计划由科学研究部委托国家医学科学院制定。诺贝尔奖金获得者道赛特以自己的奖金于1983年底建立了人类多态性研究中心（CEPH），在法国民众的支持下（至少捐助了5000万美元），CEPH与相关机构为全世界的人类基因组研究特别是第一代物理图与遗传图的构建做出了不可磨灭的贡献。法国的Genoscope对人类基因组序列图的贡献为3%左右。日本于1990年开始。但与日本的其它领域的领先地位相比，日本的人类基因组仍略逊一筹，但这几年进展很快。日本对DNA序列图的贡献为7%。此外，加拿大、丹麦、以色列、瑞典、芬兰、挪威、澳大利亚、新加坡、原苏联及原东德等也都开始了不同规模、各有特色的人类基因组研究。德国始于1995年。德国对HGP贡献为2.2%。法、德、日、中、英、美的16个中心的科学家组成国际人类基因组测序协作组，位于美、英的五个最大的基因组中心测定了82％的基因组序列。人类基因组“工作框架图”是由6国16个中心共同完成的，少一个部分也不能算完成。中国尽管只占1%，其贡献和水平不能用百分比说，我国科学家的测序质量与国际同行完全处于同等水平。比如，“工作框架图”的误差率要求是1%，我国曾交出一个误差率仅为百万分之六的测序片断，创造了当时的最好水平。中国是如何跻身于国际生命科学这一前沿的呢？追溯到90年代初，在科技部、中科院领导下，在中科院遗传所人类基因组中心和国家南方(上海)、北方(北京)人类基因组中心的大批科学家的共同努力，在老一辈著名科学家的呼吁，我国的“人类基因组计划”于1993年开始。我国HSP的第一阶段，是国家自然科学基金委员会资助进行的。几位优秀的中青年科学家的最初动议，使我国把握住参与这个“伟大科学工程”的历史机遇，从而参加了这次国际大联合攻关。这几位科学家，他们是：杨焕明、于军、刘斯奇、汪建等。1998年，为了抢占生命科学前沿，杨焕明教授等即组建了中科院遗传所人类基因组中心。99年我国担负的人类基因组图谱1％测序任务。通过对所测序列的初步解读，我国科学家一共发现了142个基因，其中80个为预测基因。已经有171个克隆片段完成全序列的组装，精确度达到了99.99％。杨焕明本科浙江农业大学农学系丹麦哥本哈根大学获得医学遗传学博士学位，美国哈佛大学、法国马赛免疫中心做博士后，在国外著名研究机构当过教授。于军、刘斯奇、汪建等均在美国生物基因研究机构做过博士后或教授。他们在国外十几年，都有着很好的研究条件和优厚的生活待遇，但是作为中国人、作为中国科学家，他们始终牢记自己的历史使命。他们在国外熟悉人类基因组计划的核心技术和资源，也非常清楚人类基因组计划对于科学与产业发展的意义，清楚这项计划对于祖国多么重要，因此，高度的责任感使他们毅然回国创业。他们认为：“历史将证明，中国建立大规模的基因组序列图构建系统，只是时间问题。越晚，我们整个民族将付出的代价就越大。不能将这些技术带回祖国，我们就是历史的罪人。”在使命感的激励下，在国家有关部门的支持下，在国际同行的鼓励下，在身边一大批科研人员的拥戴下，杨焕明等人开始了申请加入国际人类基因组计划的行动。中国人类基因组计划实施简介1999年7月，我国在国际人类基因组HGSI注册；99年9月1日，在英国伦敦Sanger举行的“人类基因组测序战略第五次会议”上，中科院遗传所人类基因组中心被接受为新的成员，与已经为人类基因组计划做出卓越贡献的5国15个人类基因组中心负责人一起讨论战略，商议标准。原先已“包干”整个3号染色体的中心负责人明确表示欢迎中国加盟，并当场商定中国的“包干区域”，即3号染色体短臂从D3S3610至端粒的30Mb区域上3000万个碱基对的测序，这就是我国承担的人类基因组1%测序任务。国家人类基因组南北方中心与中科院遗传所人类基因组中心共同为完成1%任务努力拼搏。99年11月，科技部、中科院组织专家论证，将这项任务立为国家项目予以拨款支持。从承担1%测序任务之日起，我国科学家在短短半年的时间中，即完成了高质量的“工作框架图”绘制。“一周7天、每天24小时人歇机不停”，便是全体科技人员工作状态的写照。在中科院遗传所人类基因组中心所属的北京华大基因研究中心大楼里，人们会看到，这里昼夜灯火通明，科技人员的工作日以继夜。在半年时间里，我国科学家走过了其他测序国数年的历程。中国在人类基因组计划中的成绩建立了肿瘤、心血管疾病及神经、免疫、遗传性疾病的家系和疾病现场遗传材料的收集网络，取得了大量的样品。其中高血压家系200个，病例样品840个，糖尿病家系88个，病例样品逾700个。在江苏肝癌现场、河南山西食管癌现场、广东广西鼻咽癌现场、山东胃癌现场，大面积病人群及对照低发人群的样品收集已成网络，神经遗传性疾病的样品和家系的收集也取得了很大的成绩。完成了南北方两个汉族人群和西南、东北12个少数民族的DNA样本的收集整理工作，建立了733个永生细胞株，为我国多民族基因组的研究保存了宝贵的资源材料。建立了较完整的基因组研究技术体系。包括作图（工具酶研制、DNA文库筛选和构建、顺序标签位点制作），测序（较大规模的cDNA片段和基因组DNA的测序），定位（荧光原位杂交和辐射杂种细胞），基因识别（差异显示、cDNA选择和外显子捕捉），基因组扫描和染色体显微切割等技术。引进了人基因酵母人工染色体（YAC）、细菌人工染色体（BAC）库，构建了一批有特色且十分有用的正常人群、胎儿、患病人群的各种组织（肝脏、心脏、造血等组织）的cDNA文库，为筛选新基因打下了基础。疾病基因和功能基因研究获得实质性进展。目前已经完成全长cDNA及基因组DNA克隆、测序的新基因达20多个。其中包括两个肝癌相关基因、一个白血病的致病基因、三个造血系统调控基因、两个消化系统肿瘤相关基因、两个神经疾病相关基因、两个心血管病相关基因和四个细胞因子及信号传导相关分子基因；还有β珠蛋白基因、血管紧张素转换酶基因、脂蛋白酶基因和载脂蛋白基因等。成绩基因定位工作进展顺利。已经确定了肝癌、鼻咽癌、视网膜色素变性高度杂合性缺失的区域，正在进行DNA重叠构建和cDNA的分离。其他疾病的基因定位工作也在积极进行。统一的生物信息和基因组信息库正在积极筹建中。现在已与欧盟生物信息中心建立了正常的工作联系，引进和改进了基因序列、蛋白质序列及结构等有关的信息库；基因组信息（剪切位点预测、外显子与内含子序列分维分析）的研究也取得了创新性的成果。我国科学家在参与人类基因组计划中，也使我国大规模的基因组学研究及产业化的实力不断提高，并且锻炼出一支精干的基因组研究队伍。带动了中国生物资源基因组计划的启动，如中国超级杂交水稻基因组、家猪基因组计划，都是在人类基因组计划带动下而启动的。这项工作使我国基因组学研究跃上了新台阶，为开发、利用、保护我国丰富的生物资源奠定了坚实的基础，也必将对21世纪中国生物医药产业产生重要影响。发展中的中国加入提高了人类基因组计划的国际合作形象，使HSP得到了国际社会更为广泛的支持。2000年5月，联合国教科文组织人类基因组基本信息“免费共享”的声明，就是在我国科学家直接努力下促成的。我国科学家的实力和水平不断得到提升，目前在6个参与国中，我国基因组测序能力已名列第四。在6国总共16个基因组中心中，我国列十强之一。国际合作上海第二医科大学、湖南医科大学与美国合作，在白血病和遗传病的基因研究方面也取得了很大的成绩。上海第二医科大学陈竺教授在急性早幼粒细胞白血病的分子机理和新型治疗原理的研究方面取得突破，发现维甲酸受体与白血病锌指蛋白所形成的融合基因，为白血病的分化疗法提出了依据。湖南医科大学邓汉湘教授成功地克隆了“遗传性多发性外生性骨疣病”的致病基因，以及其他一些载体、致病的基因。上海肿瘤研究所在肝癌基因研究方面，发现了肝癌相关基因或抑制癌基因群的特定区段，第一次证明了两个已知基因与癌相关并发现了一个全新的癌相关基因，现正和美国GeneCore公司合作进行大规模的测序和功能鉴定的研究。人类基因组计划的论文2000年6月26日，科学史上具有里程碑意义的日子。美、英、日、法、德、中6国同时宣布：人类基因组计划“工作框架图”绘制完成。６月２６日人类基因组“工作框架图”绘制完成后，参与人类基因组计划的六国科学家经过初步测定和分析，人类基因组共有３２亿个碱基对，包含了大约３万到４万个蛋白编码基因。题为《人类基因组的初步测定和分析》的学术论文，即将发表在权威科学刊物《自然》上。这篇论文长达６０多页，是人类首次全面介绍人类基因组工作框架图的“基本信息”。专家认为，这篇论文的发表，是人类基因组研究的又一重要里程碑，标志着人类基因组研究工作取得了实质性进展，为破译生命之谜奠定了坚实基础。“人类基因组计划达到了探索遗传信息的顶点，同时为新世纪人类全面了解这些信息的奥秘奠定了基础。”中国科学家杨焕明教授参与了论文撰写工作，数百位论文作者中有５位中国科学家的名字：杨焕明、于军、汪建、黄谷扬、顾军。自然与科学两大刊物的划时代的论文

2001年2月15日由六国科学家在《自然》公布了“关于人类基因组框架图”的数据，次日，美国的《科学》刊登了CeleraGenomics公司的“人类基因组框架图”的数据，并从7个方面详细地介绍了他们的科研情况，并得出5项研究结论。自然的主要论点第一，人类基因图谱更清晰、更准确。测序精确程度为99.96%第二，种族歧视毫无根据，个体间的变化仅仅为0.01％，第三，三分之一为“垃圾”DNA，(35.3％)包含重复的序列）第四，人类30种疾病基因被定位，人类已知遗传疾病4000多种第五，男性基因突变比例更高科学的主要论点一、基因数量少得惊人。人类基因总数在2.6383万～3.9114万个比预计的少很多。塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了基因组的95%，并已确定了所有基因的2／3，平均测序精度为99.96%。二、人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。“荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因组上大约1／4的区域是长长的、没有基因的片段。第17、19和22号染色体上基因密度最高，在第4、18号、X染色体和Y染色体上基因相对贫瘠。基因组中基因分布不均匀，部分区域基因密集，部分区域则基因“贫瘠”。三、35.3%的基因组包含重复的序列。这意味着所有这些重复序列，与调控和遗传丰余性有关，第19号染色体57%是重复的。人类广泛存在“单核苷酸多态性”，它们通常是无害的，但与疾病的易感性有关。四、地球上人与人之间99.99%的基因密码是相同的。而差异不到0．01％。这些差异是由“单一核苷酸多样性”（SNP）产生的，它构成了不同个体的遗传基础，个体的多样性被认为是产生遗传疾病的原因。据估计，98％的DNA起结构上的调控作用，只有2％的DNA带有制造蛋白质的指令。五、基因没有好坏之分。基因解读方法霰弹法（塞莱拉公司的核心分析方法）克隆法（人类基因组工程中心采用了“克隆法”）“霰弹法”，“霰弹法”战略，2000年使塞莱拉小组能以99.998％准确度完成了果蝇的基因组。

2000bp10000bp50000bp片段分析组装确定它们在基因组上的正确位置。先用霰弹法测序ＤＮＡ，并将整个基因组覆盖８次，然后用两个数学公式将人类基因组序列多次组装起来，确定出了基因中的转录单元，预测出了６０％的已识别基因的分子功能。最后研究人员将人类基因组信息与此前已完成的果蝇和线虫的基因组序列进行比较，从而找出了三者共有的核心功能。HSP的基本信息两个不同的研究组的“人类基因组”的共有特征归纳如下：项目名称特征基因组大小常染色体转录成RNA的序列蛋白质的编码序列内含子序列基因间序列基因数目

其中功能未知的已有诠释的基因数目

其中功能未知的基因数目最多的染色体基因数目最少的染色体基因平均长度基因外显子总长度平均外显子平均长度基因的外显子平均数外显子数目最多的基因基因的内含子平均长度3’-UTR(非翻译区)平均长度5’-UTR平均长度基因间序列最长的染色体（A+T）%（G+C）%尚未确定的碱基SNP出现的平均频度SNP造成蛋白质变异的重复序列占基因组

其中：1.四类“寄生”的DNA占（LINES占21%，SINES占13%，反转录病毒类占8%，DNA转座子占3%）2.大片段染色体重复3.(A)n,(CA)n,(CCG)n等几个碱基的重复序列CpG岛（全长）

长度小于1800bp

长度小于850bp

最长的（位于第10号染色体）（2.91~3.2）×106kb2.952×106kb（占基因组92%）占基因组的82%占基因组1.1%~1.4%占基因组24%占基因组75%约4万个59%2.6万个42%19号染色体（23个基因/Mb）13号染色体和Y染色体（5个基因/Mb）2kb~30kb1.4kb基因145kb8.8个/基因TitinmRNA中有234个外显子3365bp770bp300bp13号染色体（3038kb）54%38%9%1/1300bp＜1%（0.12~0.17%）50%以上45%5%3%50267个95%75%36619bp两个小组的共有特征①细胞减数分裂发生的突变率，男性是女性的2倍，表明人类基因突变多发生在男性。②染色体的重组频率是不平均分布的。在靠近着丝粒区域中的重组被抑制，发生频度极低；在染色体端部重组频度很高，特别是在末端20~35Mb处的重组率最高。另外重组率与臂比成反比。臂比最短的重组率最高，达到每Mb为2cM；臂比最长重组率平均为1cM/Mb，两者相差一倍。在遗传图与物理图图距比较时要注意性别与染色体所处的部位。这里1cM相当于0.5×1000kb或1×1000kb。在X染色体和Y染色体配对的拟常染色质区Xp和Yp，从男性减数分裂时得到的重组计算的遗传连锁长度为50cM，可物理图谱只有2.6Mb，相当于每Mb为20cM，即1cM相当于50kb。③人类基因组中已发现5978个基因决定非编码的RNA（ncRNA，noncodingRNA），这些RNA不编码蛋白质，没有可阅读框。④人类基因组中的编码蛋白目前已经定位的26383个。其中40%的蛋白质产物不属于任何已知的蛋白质家族。ncRNA可以5类：a.运输tRNA（tRNA）一般具有三叶草的二级结构，可以识别它的编码基因，1971年估计tRNA基因为1310个，现已查出有497个，并有324个tRNA的假基因，二者合计为821个。第一和第六号染色体共有280个tRNA基因，占497个基因的一半以上，第3、4、8、9、12、18、20、21和X染色体上各有不到10个tRNA基因，第22号和Y染色体上没有tRNA基因，其上各有一个假基因。b.核糖体RNA（rRNA）与核糖体的大小亚基连在一起。大亚基含有28SRNA和5.8SRNA，统称为LSURrna（largesubunitrRNA，大亚基rRNA）；5SRNA和小亚基18SRNA，又称为小亚基RNA（SSURrna）。LSU和SSUrRNA基因在基因组上是44kb的串联重复单元，150-200份重复单元排列在着丝粒染色体（第13、14、15、21、22号染色体）的短臂上。c.小核仁RNA（smallnucleolar

RNAs，snoRNA）,这是一些参与mRNA加工、核仁中的碱基修饰的小RNA。d.核小RNA（smallnuclearRNA，snRNA）,

这是构成剪接体（spliceosome）的关键组分，是大核糖体蛋白（RNP-largeribonucleoprotein）复合体在细胞核内从mRNA前体中剪除内含子而得到的。e.端粒酶RNA和7SL信号识别颗粒RNA，还有X染色体剂量补偿作用中大Xist转录本，以及三倍于核糖体组功能不明的穹状核糖蛋白复合体中的小穹状RNA。此外发现大量的ncRNA来源于假基因。数目接近4000个。这些假基因多数是用RNA聚合酶Ⅲ启动子转录的RNA基因通过反转录而产生的。从基因组中发现众多的RNA基因，说明RNA基因在解读基因组遗传信息，了解基因组生物学功能以及转录的识别、剪接与加工都具有十分重要的作用，有待进一步深入研究。人类基因组中编码蛋白质的基因的分类和数目及在总表达蛋白中的比例功能基因数所占百分比细胞黏件分子陪伴细胞骨架结构蛋白细胞外基质免疫球蛋白离子通道运动肌肉的结构蛋白原癌基因选择性钙结合蛋白细胞内转运蛋白转运蛋白水解酶异构酶连接酶裂解酶氧化还原酶合酶和合成酶转移酶选择性调控分子激酶受体信号分子核酸酶转录因子转移/载体蛋白病毒蛋白其他分子功能不明577159876437264406376296902343505331227163561176563136109888681543376230818502031001318128091.90.52.81.70.91.31.21.02.90.11.11.74.00.50.20.42.11.02.03.22.85.01.27.56.00.70.34.341.7基因资源与专利美国8000多条拉塞尔公司、因塞特公司各7000多条中国联合基因科技集团7900条中国人类基因组中心500条基因瓜分战中国仅次于美国中国联合基因科技集团申请专利3500个，全国第一，世界第三人类基因组计划研究的发展趋势

第一，生命科学向纵深发展。第二，对人类基因的认识才刚刚开始。（古希腊阿波罗神庙门槛上刻着认识自己，从遗传因子到基因组基本信息，基因组信息含义才开始起步）第三，生物基因组已成为全球竞争新热点。第四，基因图谱有助于进一步破译蛋白质。第五，基因图谱有利于疾病诊断。第六，后基因组时代序幕拉开。中国生物基因组研究进展中国生物工程开发中心隶属于科技部，其主要工作是协调和组织全国的生物工程领域的研究和开发工作，国家高技术计划（863）生物领域办公室也在科技部。90年代初就展开了我国自己的基因组研究计划，1992年就开展了水稻基因组的测序工作；1994年提出并开始实施的“中华民族基因组中若干点位基因结构的研究”项目正式将人类基因组计划纳入国家重点研究项目；国家863计划在“九五”以重大疾病基因分离克隆及结构功能研究为目标正式立项，给予了较大的支持，1997年列为重大项目后支持的力度大大加强。积极参与国际人类基因组计划的研究工作。1998年初在上海成立了以陈竺院士为核心的国家人类基因组南方研究中心，之后又在北京成立了中科院人类基因组研究中心和国家人类基因组北方研究中心。2001年我国完成人类基因组测序的1%的工作，其精确度达到99.99%。2001年底完成水稻基因组的部分精细结构分析。2003年西南农业大学的家蚕基因组研究。中国生物基因组研究问题经费和设备试剂等方面的欠缺，人类基因组研究的总体水平与发达国家存在很大的差距，也与我国的大国地位不相符。我国目前基因组研究还存在着分散、资源的集成度不高等问题，呼吁国家科研、教育、卫生及相关产业部门应打破部门界限，统一协调，迅速制订我国在今后5~10年内基因组研究的总体规划。中国生物基因组研究目标一、人类结构基因组学研究方面，拟在1％框架测序的基础上，用2年时间最终完成对于3号染色体短臂D3S3610至端粒一段30Mb的序列图。建立生物信息学和计算机生物学体系的信息平台。二、单核苷酸多态性（SinglenucleotidepolymorphismSNP）是人类基因组DNA序列变异的主要形式，是决定人类疾病（尤其是多基因疾病）易感性和药物反应性差异的核心信息。人群有明显差异，民族之间、东西方之间的显著差异。建立中华民族SNP（尤其是基因编码序列中的SNP即cSNP和调控区SNP）的系统目录目标三、血吸虫病是新中国几代领导人所关心的重大传染性疾病，也是一个全球公共卫生问题。传染病、寄生虫病、病毒病等公共卫生管理体系的建立。四、在863计划专项经费和其他部门及地方政府的扶持下，迅速建成我国的转基因和基因剔除动物技术平台，在“十五”期间加以放大，争取在2003年达到每年产生300~500个转基因和基因剔除小鼠的规模，使我国成为世界上最重要的模式基因功能小鼠生产和出口国。提高功能基因组学、药物基因组研究水平，为药物筛选和基因治疗提供实验动物模型，并形成相应的产业群。目标五、基因组计划的最终目的之一，是发展具有治疗作用的基因工程产品和药物筛选和设计体系。六、建成我国微生物、动植物和人类遗传资源（包括核酸、细胞、组织）样品库，实行集中统一管理，并通过适当的方式向国内外开放，在加速国内基因组计划发展的同时促进平等互利基础上的国际合作，获得我国应有的知识产权和经济效益。注意事项注意基因组科学与生物医学及其他学科和大的产业发展方向的衔接，避免孤军奋战要吸引数学、物理、化学等其他学科人才和工业界加入基因组科学研究的队伍。注意支持我国的民族工业介入DNA测序、蛋白质组学、大规模自动化操作、计算机和基因组新技术体系的建立，改变主要仪器设备、试剂、软件等依赖进口的局面。政府对于人类基因组计划应该有较长期、稳定的专项投入，并将这种投入纳入法制化轨道。进一步加强国际间的互利合作。加强人类基因组研究和开发的专利和知识产权保护。鼓励民族工业，甚至私营企业加入这个领域的研究开发，为我国的生命科学、生物技术和医药产业在21世纪的大发展做出贡献。中国生物基因组研究趋势第一，新的机遇。第二，基因组学向纵深发展。第三，生物资源的遗传研究。第四，DNA序列的揭迷研究第五，推动医学的发展。第六，促进生物技术及相关产业的发展。第七，促进模式生物的研究。第八，促进疾病与功能蛋白和相关基因的研究。第九，促进基因组学与社会伦理、道德的相关研究。基因组进展80年代部分微生物基因组研究工作的启动，83年大肠杆菌基因组项目88年嗜血流感菌的测序等90年代迎来了人类基因组计划的启动,并完成了全长230kb的人巨细胞病毒91年提出了RNA编辑的转酯反应模型。92年揭示了p53的抗癌作用机制。93年提出了长分散序列的反转录机制也是归巢的一种机制。94年完成了第一个微生物基因组嗜血流感菌的测序工作，美国能源部同年启动了微生物基因组计划，提出了细菌复制叉上的复制体模型.95以后的微生物基因组进展1995年完成了生殖道支原体项目，随后完成了詹氏甲烷球菌、热自养甲烷杆菌、激烈火球菌以及Aquife

aeolicusVF5真细菌等细菌的测序工作，目前微生物基因组计划已经涉及到160多个细菌，测序工作量已经达到5亿碱基对。1996年日本完成了光合蓝细菌集胞藻的物理图谱，2000年8月是华盛顿大学基因组中心与病原学公司合作完成铜绿假单胞菌的测序工作。2003年完成冠状病毒基因组的破译，2002年国立过敏、传染病和人类病原体研究所资助了15种重要的人类病原菌的测序，英国桑格研究所到2002年9月完成了7种细菌基因组序列测序，正在进行的有5种真菌，包括裂殖酵母、烟曲霉、卡氏肺囊虫、白色念珠菌以及酿酒酵母。2002年1月美国能源部资助完成了6种古细菌、8种真菌的基因组测序，10种真细菌测序完成但未发表，14种真细菌、2种个细菌和1种真核生物测序草图已经完成。法国巴斯德研究所于1997年革兰氏阳性枯草芽孢杆菌的测序，1998年瑞典乌普萨拉大学完成普氏立克次体基因组测序，2004年完成禽流感病毒基因组的系统研究，2005年通过充分的论证，于2006年春季启动人类元基因组计划。2006年春季人类元基因组计划的启动，把微生物研究又推向了一个新的历史高峰——微生物基因组研究的鼎盛时期。人类元基因组计划2005年的充分论证于2006年春季启动了人类元基因组计划，人类元基因组计划被称为“人类第二基因组计划”，其规模和广度将远远超过人类基因组计划，“人类元基因组”是指人体内共生的菌群基因组的总和，包括肠道、口腔、呼吸道、生殖道等处菌群。由于微生物代谢功能的丰富多样，人类元基因组计划有可能发现超过100万个新的基因，其工作量至少相当于

10个人类基因组计划。这对于阐明许多疾病的发生机理，研究新的药物，控制药物毒性等将发挥巨大作用，“人类元基因组计划”的目标是，把人体内共生菌群的基因组序列信息都测定出来，而且要研究与人体发育和健康有关的基因功能。科学家认为，人类基因组和人类元基因组这两本“天书”绘制完成后，将有助于更好地破解人类疾病。元基因组学其测序工作量至少相当于

10

个人类基因组计划，重点研究与人体发育和健康有关的基因功能，该计划可能发现超过

100万个新基因，如果假设人