分子生物學基因組與比較基因組學詳解演示文稿當前1頁，總共36頁。優選分子生物學基因組與比較基因組學當前2頁，總共36頁。2.基因組的種類與結構特點（1）種類類核基因組（nucleoidgenome）

即原核基因組（prokaryoticgenome）核基因組（nucleargenome）即真核基因組（eukaryoticgenome）細胞器基因組（organellegenome）

線粒體基因組（mitochondrialgenome）葉綠體基因組（chloroplastgenome）當前3頁，總共36頁。2.基因組的種類與結構特點其他

病毒基因組（virusgenome）質粒DNA（plasmidDNA）

又稱染色體外DNA（extrachromosomalDNA）當前4頁，總共36頁。（2）大小基因組大小（genomesize）一般以單倍體基因組的核酸量來衡量，單位有pg（10-12g）、Dalton（道爾頓）、bp或kb、Mb等1pg=6.02x1011Daltons=9.8x108bp當前5頁，總共36頁。生物的復雜程度與基因組大小的關系當前6頁，總共36頁。當前7頁，總共36頁。當前8頁，總共36頁。C值佯謬（C-ValueParadox）基因組中基因數目與基因組大小無關生物體單倍體基因組所含DNA總量稱為C值EukaryotesGenomesize:80,000foldsGenecontent:40~50folds當前9頁，總共36頁。（3）類核基因組和核基因組的結構特點類核基因組

環狀；基因排列緊密，較少非編碼序列：“streamlined”核基因組

多線狀；大小變化范圍很大；有大量的非編碼序列（重復序列、內含子等）當前10頁，總共36頁。（4）非編碼序列（non-codingsequences）非編碼的重復序列（核基因組）

(a)局部分布的重復序列（localizedrepeatedsequences）

串聯式（tandem）的高度重復序列（highlyrepeatedsequences）(b)散布的重復序列（dispersedrepeatedsequences）

短的散布式重復序列（shortinterspersedelements,SINEs）長的散布式重復序列（longinterspersedelements,LINEs）當前11頁，總共36頁。內含子（intron）

I類（groupIintron）II類（groupIIintron）III類（groupIIIintron）核mRNA內含子（nuclearmRNAintron），即剪接體內含子（spliceosomalintron）核tRNA內含子（nucleartRNAintron）古細菌內含子（archaebacterialintron）當前12頁，總共36頁。（5）細胞器基因組線粒體基因組在不同類型的生物（多細胞動物、高等植物、原生動物、藻類、真菌）中變化很大多細胞動物：細小、致密高等植物：復雜、不均一原生動物、藻類、真菌：或偏向于動物型，或偏向于植物型，但又有其各自的獨特之處當前13頁，總共36頁。當前14頁，總共36頁。當前15頁，總共36頁。2.基因組的種類與結構特點（5）細胞器基因組葉綠體基因組

比較均一，85~292kb特例：傘藻屬（Acetabularia），2000kb當前16頁，總共36頁。當前17頁，總共36頁。當前18頁，總共36頁。當前19頁，總共36頁。3.基因組學（Genomics）（1）結構基因組學（structuralgenomics）（2）功能基因組學（functionalgenomics）（3）進化基因組學（evolutionarygenomics）

基因組學的三個“時代”當前20頁，總共36頁。3.基因組學（1）結構基因組學（structuralgenomics）基因組結構（genomestructure）

種類、結構特點、種屬特異性定位基因（genemapping）

遺傳圖譜（geneticmap）與物理圖譜（physicalmap）測定基因組全序列（whole-genomesequencing）

結構基因組學研究的主要目標人類基因組計劃（theHumanGenomeProject）之前，只測定過一些病毒（X174、、T4等）的基因組全序列當前21頁，總共36頁。PhageX174:5375nt當前22頁，總共36頁。當前23頁，總共36頁。基因組全序列的測定

1995

嗜血流感菌（Haemophilus

influenzae）1,830kb枝原體Mycoplasma

genitalium

580,070bp，預計有500個基因1996

古細菌Methanococcus

jannaschii1,660kb釀酒酵母（Saccharomyces

cerevisiae）12,068kb，近6,000個潛在的蛋白質編碼基因，近150個rRNA基因，近300個tRNA基因，還有幾十個核小分子RNA（snRNA）基因和一大批核仁小分子RNA（snoRNA）基因1997

大腸桿菌（Escherichia

coli）4,639kb（目前已測定幾十種微生物的全序列）

多細胞生物1998秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis

elegans）97,000kb2000黑腹果蠅（Drosophila

melanogaster）180,000kb2000擬南芥（Arabidopsis

thaliana）120,000kb2000（6月）人類（Homosapiens）3,120,000kb當前24頁，總共36頁。人類基因組計劃1.遺傳圖2.物理圖3.序列圖(*)4.轉錄圖意義(p369)當前25頁，總共36頁。遺傳圖(1)又稱為連鎖圖,基因(或DNA標志)在染色體上的相對位置(遺傳距離).(2)基因的重組頻率與兩個位點的距離成正相關,重組頻率表示遺傳距離.連鎖---不重組,重組率為0.(3)有專門的計算公式,對復雜重組計算可能不準確.當前26頁，總共36頁。(4)遺傳標記

形態學標記

蛋白標記生物化學標記DNA標記第一代RFLP(限制性片段長度多態性)第二代短串聯重復序列（shorttandomrepeat,

STR,重復次數多態性,小衛星DNA,微衛星DNA)第三代SNP(單核苷酸多態性)當前27頁，總共36頁。物理圖以已知DNA序列片段(序列標簽位點,STS)為路標,以堿基對(bp)為基本測量單位的基因組圖.STS只是基因組中單拷貝的短DNA序列.建立物理圖,需要得到5套該基因組的DNA片段.(建立相互重疊的相連DNA片段群)比較準確當前28頁，總共36頁。序列圖序列圖是指整個人類基因組的核苷酸序列圖，也是最詳盡的物理圖。代表性人類個體24條染色體,約30億對核苷酸當前29頁，總共36頁。轉錄圖在整個人類基因組中，只有1%～5%的DNA序列為編碼序列。在人體某一特定組織的細胞中，一般只有10%的基因是表達的。如果能把某段DNA序列相應的mRNA確定下來，就抓住了基因的主要部分，即可轉錄部分。所以，一張人類基因組的轉錄圖（也稱cDNA圖或表達序列圖）才是人類基因圖的雛形。cDNA片段----表達序列標簽EST當前30頁，總共36頁。DNA的鳥槍法序列分析技術1.基因組DNA大片段文庫的構建:(1)YAC----酵母人工染色體(2)BAC----細菌人工染色體2.靶標鳥槍法(diretedshotgun)/Clonecontig法靶標鳥槍法:根據染色體上已知基因或遺傳標簽的位置來確定部分DNA片段的排列順序,再逐步確定各片段在染色體上的相對位置.Clonecontig法:用稀有酶將待測基因組降解為數百kb的片段再測序.當前31頁，總共36頁。結構基因組學的成就大大促進了生物信息學（bioinformatics）的發展當前32頁，總共36頁。（2）功能基因組學（functionalgenomics）大規模、高通量分析基因組中基因表達的技術

DNA芯片（DNAchip），即DNA微陣列（DNAmicroarray）基因功能的分析

基因剔除（geneknockout）對基因組中基因本身的認識（基因的概念）編碼蛋白質的基因編碼功能RNA的基因

非編碼的DNA也可以是基因？當前33頁，總共36頁。DNAmicroarray當前34頁，總共36頁。（3）進化基因組學（evolutionarygenomics）在整體水平上研究基因和基因組的結構、功能的起源與進化比較基因組學（comparativegenomics）——進化基因組學的初始階段通過比較，發現基因組中蛋白質和功能RNA基因的密度與生物的復雜程度有一定的負相關當前35頁，總共36頁。