分子生物学第九章基因组与比较基因组学ppt课件.ppt
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1、南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院分分分分 子子子子 生生生生 物物物物 学学学学2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院2第九章第九章第九章第九章 基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学人类基因组计划( HGP ) 20世纪人类科技发展史上的三大创举之一。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院3第九章第九章第九章第九章 基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学1940年年代代第第一一颗颗原原子子弹弹爆爆炸炸,1960年年代代人人类类首首次次登登上上月月球
2、球和和1990年年代代提提出出并并已已基基本本完完成成的的人人类类基基因因组组计计划划(HGP)是是20世世纪纪人人类类科科技技发发展展史史上上的的三三大大创创举举。对对人人类类以以及及其其他他生生物物体体全全基基因因组组的的测测序序是是人人类类科科学发展史上的一项浩大工程。学发展史上的一项浩大工程。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院4第九章第九章第九章第九章 基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学v基因组学是美国人基因组学是美国人THRodehck在在1986年年7月造出来的。月造出来的。v基基因因组组是是生生物物体体内内遗
3、遗传传信信息息的的集集合合,是是某某个个特特定定物物种种细细胞胞内内全全部部DNA分分子子的的总总和和(细细胞胞内内细细胞胞器器的的DNA属属于于该该细细胞器的基因组)。胞器的基因组)。n原核生物基因组:原核生物DNA分布在整个细胞之中,有时相对集中在类核体上。类核体上的DNA是一条共价、闭合双链分子,类核体通常也称为染色体。这条染色体的DNA就是原核细胞的基因组。n真核生物基因组:一个物种的单倍体的各条染色体中的全部DNA为该物种的基因组(genome)。例如,人有23对染色体,配子单倍体是23条染色体,这23条染色体中的全部DNA就是人体基因组。2022/6/23南京农业大学南京农业大学
4、生命科学学院生命科学学院5第九章第九章第九章第九章 基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学基因组与比较基因学v内容:内容:1.高通量DNA分析技术2.人类基因组计划3.其他基因组4.比较基因组学及相关研究第一节第一节第一节第一节 高通量高通量高通量高通量DNADNA序列分析技术序列分析技术序列分析技术序列分析技术1. DNA序列测定的基本原理序列测定的基本原理v无无论论是是对对于于重重组组质质粒粒、单单个个基基因因还还是是整整个个基基因因组组,分分析析DNA结结构构的的最最基基本本方方法法就就是是测测定定出出这这些些DNA分分子子的的一一级级结构结构DNA序列。序列。vDNA自
5、自动动测测序序仪仪可可快快速速测测定定DNA序序列列,计计算算机机处处理理能能力力的的快快速速提提高高则则使使得得大大量量DNA小小片片段段很很容容易易拼拼接接成成较较大大的的片片段甚至整个染色体。段甚至整个染色体。v高高效效快快捷捷的的DNA测测序序方方法法是是20世世纪纪70年年代代中中期期发发展展起起来来的的,主主要要有有两两种种:Sanger的的双双脱脱氧氧链链终终止止法法和和Maxam-Gilbert的的化化学学修修饰饰法法。后后者者因因更更适适应应序序列列分分析析的的自自动动化化而逐渐占据优势。而逐渐占据优势。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院62
6、022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院7vSanger 的双脱氧链终止法的双脱氧链终止法v基本原理:基本原理:v核核酸酸模模板板在在核核酸酸聚聚合合酶酶、引引物物、四四种种单单脱脱氧氧碱碱基基存存在在条条件件下下复复制制或或转转录录时时,如如果果在在四四管管反反应应系系统统中中分分别别按按比比例例引引入入四四种种双双脱脱氧氧碱碱基基,只只要要双双脱脱氧氧碱碱基基掺掺入入链链端端,该该链链就就停停止止延延长长,链链端端掺掺入入单单脱脱氧氧碱碱基基的的片片段段可可继继续续延延长长。如如此此每每管管反反应应体体系系中中便便合合成成以以共共同同引引物物为为5端端,以以双双脱
7、脱氧氧碱碱基基为为3端端的的一一系系列列长长度度不不等等的的核核酸酸片片段段。反反应应终终止止后后,分分四四个个泳泳道道进进行行电电泳泳,以以分分离离长长短短不不一一的的核核酸酸片片段段(长长度度相相邻邻者者仅仅差差一一个个碱碱基基),根根据据片片段段3端端的的双双脱脱氧氧碱碱基基,便便可可依依次次阅阅读读合成片段的碱基排列顺序。合成片段的碱基排列顺序。 2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院8第一节第一节第一节第一节 高通量高通量高通量高通量DNADNA序列分析技术序列分析技术序列分析技术序列分析技术2. 基因组基因组DNA大片段大片段文库的构建文库的构建v构构
8、建建基基因因文文库库是是测测序序前前必必须须的的预预备备工工作作。用用细细菌菌的的F质质粒粒及及其其调调控控基基因因构构建建了了细细菌菌染染色色体体克克隆隆载载体体BAC, 其其 克克 隆隆 能能 力力 在在 125- 150kb左左右右。以以BAC为为基基础础的的克克隆隆载载体体转转化化效效率率高高,而而且且以以环环状状结结构构存存在在于于细细菌菌体体内内,易易于于分分辨辨和和分分离离纯化。纯化。2022/6/23南京农业大学南京农业大学 生命科学学院生命科学学院9第一节第一节第一节第一节 高通量高通量高通量高通量DNADNA序列分析技术序列分析技术序列分析技术序列分析技术3. 鸟枪法基因组
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