1、美科學(xué)評出2010年十大科學(xué)突破 下一代基因組學(xué)：更快速更廉價(jià)的測序技術(shù)使人們能夠以極大的規(guī)模研究古代和現(xiàn)代核糖核酸。以“千人基因組計(jì)劃”為例，其發(fā)現(xiàn)了眾多導(dǎo)致我們?nèi)祟惇?dú)一無二的基因組變異。一、基因組學(xué)（genomics)定義 指對所有基因進(jìn)行基因組作圖（包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜），核苷酸序列分析，基因定位和基因功能分析的一門學(xué)科。基因組學(xué)包括三個不同的亞領(lǐng)域： 1.以全基因組測序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)。 2.以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)，又被稱為后基因組學(xué)。 3. 3.比較基因組學(xué)比較基因組學(xué)(comparative genomics)涉及比較不同物種的整個基因涉及比較不同物種的

2、整個基因組，以便深入理解每個基因組的組，以便深入理解每個基因組的功能和進(jìn)化功能和進(jìn)化關(guān)系。關(guān)系。定義 是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學(xué)。（一）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）基因作圖的類型（人類基因組計(jì)劃） 根據(jù)使用的標(biāo)志和手段不同，作圖有三種類型，即構(gòu)建生物體基因組高分辨率的遺傳圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖。 1.遺傳圖 2.物理圖 3.轉(zhuǎn)錄圖 4.序列圖（一） 遺傳圖譜 1. 定義 又稱連鎖圖譜，指基因或DNA標(biāo)志在染色體上的相對位置與遺傳距離。通過計(jì)算連鎖的遺傳標(biāo)記之間的重組頻率，確定他們的相對距離。 2.DNA遺傳標(biāo)記如RFLP（ restri

3、ction fragment length polymorphism，限制性片段長度多態(tài)性） 在不同物種間同源DNA序列上的限制性內(nèi)切酶識別位點(diǎn)出現(xiàn)差異, 經(jīng)適當(dāng)限制性內(nèi)切酶切割形成長度不同的片段, 通過分子雜交技術(shù),便能得到DNA的限制性片段長度多態(tài)性圖譜。RAPD AFLP SSLP RAPD（ random amplified polymorphism DNA，隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性） 用單一引物做隨機(jī)引物，則單一引物會結(jié)合在基因組的反向重復(fù)序列上，若在其之間的DNA遺傳特性發(fā)生變化，PCR產(chǎn)物表現(xiàn)其差異性，經(jīng)電泳分離后，就可檢測出被擴(kuò)增的多態(tài)性。 AFLP（ amplified fragmen

4、t length polymorphism，擴(kuò)增片段長度多態(tài)性） 將用兩種限制性內(nèi)切酶酶切，然后進(jìn)行特異性擴(kuò)增，如果片段遺傳特性發(fā)生改變，則酶切片段數(shù)目、長短發(fā)生變化，其擴(kuò)增結(jié)果可以通過凝膠電泳顯示其多態(tài)性。 SSLP（simple sequence length polymorphism，簡單序列長度多態(tài)性） 即微衛(wèi)星DNA （microsatellite DNA） 重復(fù)單位長度為2-6nt 由于重復(fù)單位的序列差異和數(shù)目變化,可形成豐富的多態(tài)性。 第三代分子標(biāo)記 ：SNPsingle nucleotide polymorphism，單核苷酸多態(tài)性 指基因組DNA序列中由于單個核苷酸的突變而引

5、起的多態(tài)性。 簡單說即在基因組內(nèi)特定核苷酸位置上存在兩種不同堿基。（二）物理圖譜(physical map) 以已知核苷酸序列的DNA片段(序列標(biāo)簽位點(diǎn)，sequence tagged site，STS)為路標(biāo)，以堿基對作為基本測量單位(圖距)的基因組圖.序列標(biāo)簽位點(diǎn)（sequnce-tagged site,STS) 序列已知、染色體定位明確的單拷貝短DNA序列，長度在100-500bp。 （三）轉(zhuǎn)錄圖譜（transcription map）又稱cDNA圖或表達(dá)序列標(biāo)簽圖（expressed sequence tag，EST ）根據(jù)轉(zhuǎn)錄序列的位置和距離繪制的圖譜，它是染色體DNA某一區(qū)域內(nèi)所有

6、可轉(zhuǎn)錄序列的分布圖.表達(dá)序列標(biāo)簽(expressed sequence tag, EST) 是一組短的cDNA部分序列，由大量隨機(jī)取出的cDNA克隆一次測序得到的組織或細(xì)胞基因組的表達(dá)序列標(biāo)簽。 （四）序列圖 以某一染色體上所含的全部堿基順序繪制的圖譜. 分子水平的物理圖譜，是最高層次的、最詳盡的物理圖。二、 比較基因組學(xué)（Comparative Genomics） （一）含義 是基于基因組圖譜和測序基礎(chǔ)上，對已知的基因和基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，來了解基因的功能、表達(dá)機(jī)理和物種的進(jìn)化的學(xué)科。三、 蛋白質(zhì)組學(xué)（一）蛋白質(zhì)組（proteome） 指一個基因組表達(dá)的全部蛋白質(zhì)及其存在方式（二）功能蛋白質(zhì)

7、組（Functional proteome） 在特定時(shí)間、特定環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件下基因組活躍表達(dá)的蛋白質(zhì)為功能蛋白質(zhì)組, 是細(xì)胞內(nèi)與某個功能有關(guān)或某種條件下的一群蛋白質(zhì)。（三）蛋白質(zhì)組學(xué)（protemics） 是對在不同時(shí)間和空間發(fā)揮功能的特定蛋白質(zhì)群體的研究。旨在闡明生物體全部蛋白質(zhì)的表達(dá)模式及功能模式。 二、蛋白質(zhì)組學(xué)研究的相關(guān)方法二、蛋白質(zhì)組學(xué)研究的相關(guān)方法 （一）樣品制備（一）樣品制備 （二）蛋白質(zhì)分離（二）蛋白質(zhì)分離 （三）圖像分析系統(tǒng)（三）圖像分析系統(tǒng) （四）蛋白質(zhì)鑒定（四）蛋白質(zhì)鑒定 （五）蛋白質(zhì)的相互作用（五）蛋白質(zhì)的相互作用 （六）蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位（六）蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位（七）蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)測定（八）蛋白質(zhì)的功能研究定義 是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學(xué)。（一）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）定義 是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學(xué)。（一）結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）定義 是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學(xué)。（