第四章基因组DNA分析VIP免费

第四章基因组DNA的分析基因组（genome）是指在一套染色体中遗传物质的总和。基因组通常不包括细胞器DNA，如线粒体DNA（mtDNA）和叶绿体DNA（cpDNA）等。基因组学（genomics）是研究生物体基因组的组成、结构与功能，涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。基因组研究包括两方面的内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学（structuralgenomics）和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学（functionalgenomics)，又被称为后基因组（postgenome）研究，成为系统生物学的重要方法。功能基因组学的研究主要包括以下内容：（1）进一步识别基因，识别基因转录调控信息，分析遗传语言。（2）注释所有基因产物的功能，这是目前基因组功能注释的主要层次。序列同源性分析、生物信息关联分析、生物数据挖掘是进行功能注释的主要生物信息学手段。（3）研究基因的表达调控机制，研究基因在生物体代谢途径中的地位，分析基因、基因产物之间的相互作用关系，绘制基因调控网络图；（4）比较基因组学研究，在基因组水平对各种生物进行比对，可以揭示生命的起源和进化。物种基因组基因数目物种基因组基因数目MS2噬菌体3.6kb4粟酒酵母11Mbp4,824Qβ噬菌体4.2kb3盘基网柄菌47Mbp7,000SV405.2kbp8秀丽隐杆线虫100Mbp17,123ΦX1745.4kbp11拟南芥120Mbp26,000TMV6.4kb4水稻(籼稻)74.8MbpHIV9.3kb10黑腹果蝇180Mbp13,601腺病毒211河豚鱼400Mbp30,000λ噬菌体48.5kbp50家蚕0.45Gbp18,510T4噬菌体169kbp300非洲爪蟾2.9Gbp70,000大肠杆菌4.64Mbp4,288小鼠2.5Gbp30,000酿酒酵母12.1Mbp6,333人3.3Gbp35.9kbp46,022~55,61520,000~25,000分析基因组的意义：（1）获得一套完整染色体或整个基因组的有序克隆对任何未来的分子研究都是十分重要的。例如这些克隆可用于发现和操作人们感兴趣的单个的基因。（2）基因组DNA是一个物种的蓝图。它为建造活细胞和生物体提供了必要的信息。因此有关核苷酸序列的特殊知识为回答生物学基本问题打下了基础。人们可以根据这些资料来分析单个基因的功能以及基因间的相互作用。（3）现在虽然已经知道大量单个基因的结构和功能，但关于由这些已知功能DNA和未知功能DNA区域（如重复序列，间隔序列）组成基因组的原理和功能尚不清楚。基因组研究的最终目标是构建整个基因组的物理图谱（physicalmap）和功能图谱，这些是研究复杂生命现象的重要工具。物理图谱是以酶切位点和分子标记作制图的界标(landmark)。功能图谱是以遗传表型为标记的,常用的有两种方法：例如遗传图（geticmap），细胞学图(cytologicalmap)。另一种是放射作图(radiationmapping)，即依赖于放射线诱导染色体的断裂进行作图。第一节基因组作图Correlatedgenetic,cytologicalandphysicalmapsofchromosomes遗传图（geneticmap）又称连锁图（linkagemap）。通常是利用杂交所得到的重组值来确定染色体上连锁基因或遗传标记之间的相对位置和距离的线性图。使用的遗传标记越多、越密集，所得到的遗传连锁图的分辨率就越高。遗传图谱不仅是现阶段定位基因的重要手段，即使在人类基因组全物理图谱建立起来之后，它依然是研究人类基因组遗传与变异的重要手段。遗传图的计算单位是图距单位(m.u.)或厘摩（cM)。连锁分析可用来构建连锁图谱。一、遗传图和细胞学图细胞学图(cytologicalmap)细胞学图表示基因或其他分子标记定位在染色体特异部位的图。和遗传学图不同：①它显示基因在染色体上的真实位置，而不是相对位置；②不用杂交的方法，而是用天然的遗传标记（例如果蝇唾腺染色体上的斑带）或物理等方法作图。它既能反映基因或DNA标记之间在染色体上的真实距离。又能显示它们与染色体的细胞学结构间确切的位置关系。(一)、限制性酶切图(restrictionmap)限制性酶切图是基因组物理图的一种。标明DNA分子上限制位点的位置、数目、限制片段的大小及其排列顺序的图谱。限制性内切酶在DNA分子上的识别和剪切位点能用作DNA标记。限制性酶切图常用单酶切和双酶切（或多酶切）两种方法以及末端标记法等。单酶切法是用某一种限制性核酸内切酶对待测DNA序列进行完全酶解和不完全酶解，然后进行比较，绘出酶切图。例如用EcoRⅠ...