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1、 第三章 基因组一、基因组的概念1、基因组(genome) 经典定义:单倍体细胞中所包含的整套染色体及其携带的全部基因,称为该物种的基因组。 现代定义:单倍体细胞中整套染色体所包含的DNA分子以及DNA分子所携带的全部遗传指令。2、基因组的大小(P136表5-1) bp,kb,mb。3、基因组学(Genomics) 研究比较基因和基因组的结构和功能的一门兴新学科。主要研究人类基因组、模式生物基因组的结构和功能。二、基因组的DNA序列组成1、C值悖理 C值:一种生物单倍体基因组所含的DNA总量,称为该物种DNA的C值。 在低等真核生物中,C值的大小与生物的形态结构的复杂程度有关。而在高等生物中则
2、不具有这一相关性。这种现象称为C值悖理。2、DNA序列的分类 基因组DNA序列可以从不同角度分成不同类型。(1)基因序列与非基因序列 可读框(open read frame,ORF)(2)编码序列和非编码序列(3)单一序列和重复序列3、DNA的变性、复性和C0t曲线(1)变性(2)复性(3) C0t曲线t:复性反应进行的 时间。C:为时间T时,单链 DNA的浓度。k: 为二级反应常数。C0:为DNA的总浓度。t 1/2:当单链DNA浓度 为总浓度的1/2时 反应所需要的时间。 k: 与阳离子浓度、温度、DNA片段大小和 DNA序列的复杂性有关。 因此:C0t1/2也与上述因素有关。如果前三位因
3、素确定,则C0t1/2与DNA序列的复杂性呈正相关。 x=K C0t1/2 DNA序列的复杂性(x):最长的没有重复序列的核苷酸对数。*C/C0 对 C0t作图,得一曲线, C0t曲线。*对于非重复序列 C0t1/2值与基因组大小成正比三、人类基因组的研究(一)HGP(Human Genome Project)简介1、 HGP的提出2、 HGP的基本内容(1)基因组作图(genome mapping) 绘制遗传图和物理图(2)测序(sequencing) 测定全基因组DNA分子的核苷酸排列次序。 模式人种:白人、男人。(3)基因识别(gene indentification)(4)模式生物(m
4、odel organism)研究(5)发展生物信息学和计算生物学 生物信息学(bioinformatics)3、人类基因组的基本特征 P150 表5-5四、遗传图的建立 (一)遗传标记(genetic marker)1、基因标记2、DNA标记 基因以外的遗传标记统称为DNA标记。 (1)RFLP(restriction fragment length polymorphisms)限制性片段长度多态性 由于同源染色体同一区段DNA顺序的差异,当用限制性内切酶处理时,可产生长度不同的限制性片段。这些DNA片段经琼脂糖凝胶电泳分离,可直接显示不同个体同一位点DNA组成的差异。(2)SSLP(simple sequence length polymorphisms)简单序列长度多态性a、小卫星序列(minisatellite): 又叫可变串联重复(variable number of tandem repeats,VNTR)重复单位为数十个核苷酸。b 微卫星序列(microsatellite) 简单串联重复(simple tandem repeats,STR)重复单位为1-6个核苷酸。(3)SNP(single nucleotide polymorphisms)单核苷酸多态性。