基因组学(结构基因组学和功能基因组学).

问:基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究有哪些特点?

答:人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代,即大规模开展基因组生物学功能研究和应用研究的时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。以功能基因组学为代表的后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。

基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(struc tural genomics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。

功能基因组学(functional genomics又往往被称为后基因组学(postgenomics,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。

基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体。

功能基因组学

中文名称:功能基因组学

英文名称: Functional Genomics

学科分类:遗传学

注释:运用遗传技术,通过识别其在一个或多个生物模型中的作用来认识新发现基因的功能。功能基因组用功能不明的分离基因作为起始点,然后选择具有该同源基因的生物模型。这一生物模型可以是简单的酵母细胞或复杂的线虫甚至老鼠。基因被选择性的用多种遗传技术灭活,在此生物体上选择性去除的效果被确定。通过这种方法去除基因,它对生物功能的贡献就能够被识别。功能基因组在评估和检测新药时十分有用。在另一种方法中,一整套基因被系统地灭活,人们就可以检测其对特定细胞功能的影响。这里,一个新的基因和其功能就同时被识别了。

基因组(GENOME一词是1920年Winkles从GENes和chromosOEs铸成的,用于描述生物的全部基因和染色体组成的概念。

1986年美国科学家Thomas Roderick提出了基因组学(Genomics,指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱,核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学。因此,基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural geno mics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics,又被称为后基因组(postgenome研究。

功能基因组学(Functuional genomics又往往被称为后基因组学(Pos tgenomics,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等。采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及

mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析,新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE,cDNA微阵列(cDNA microarray,DNA 芯片(DNA chip等。

功能基因组学在益生菌的应用

对于乳酸菌的研究已经从最初的形态学研究，发展为细胞水平和分子水平的研究。自2001年完成第一株乳酸菌即乳酸乳球菌IL1403的全基因组测序以来，目前已经公布的测序完成的乳酸菌包括: 嗜酸乳杆菌NCFM /ATCC 700396; 乳酸乳球菌IL1403、长双歧杆菌NCC 2705、植物乳杆菌WCSF1、约氏乳杆菌NCC533以及等。许多与工业生产相关的性状都是由质粒编码的，比如说: 乳糖代谢酶类、蛋白水解酶类、摄取柠檬酸盐的酶、噬菌体抗性、细菌素的生成、多糖的合成、金属离子抗性以及抗生素抗性。 乳酸菌基因组学(比较基因组学和功能基因组学) 在乳品发酵菌种及益生菌方面的应用: (1) 筛选具有特定胞外多糖特性(如短结构，拉丝状) 及数量的嗜热链球菌; (2) 对于益生菌来说，其基因组的分析可以将它们的基因特点和益生功能联系起来在分子水平上筛选具特定功效的益生菌菌株; (3) 进一步探索噬菌体的分子进化规律，阐明乳酸菌抗噬菌体的机制。例如嗜热链球菌对CR ISPR ( clustered regularly interspaced short palin2dromic repeats 呈一定顺序反复规律性出现的基因丛簇) 编码的获得与其抗噬菌体的关系的发现。 基因研究与筛选不同特性的“胞外多糖EPS”相关的嗜热链球菌 研究发现，在酸奶菌种中的嗜热链球菌中都含有一个基因簇: EPS基因簇，它与一种胞外多糖(EPS) 的合成相关，因此被称为EPS基因簇。而对于35株嗜热链球菌的EPS基因簇分析发现:在低“拉丝”结构和短EPS基因之间似乎存在某种特定的联系; 这将为酸奶产黏菌种的筛选和开发提供了理论依据及从分子水平上大规模筛选提供了简单快捷和直观的方法。 乳酸菌的功能基因组学与益生菌菌种特定功效的筛选 功能基因组学Functional genomics的研究又被称为后基因组学，是利用结构

第3章 基因与基因组的结构

第3章基因与基因组的结构 1．主要内容 1）断裂基因构成性质 2）重叠基因种类 3）C值矛盾 4）原核生物与真核生物基因组的区别 5）真核生物染色体的结构 6）真核生物DNA序列的4种类型 7）基因家族、基因簇、卫星DNA、分散重复DNA 序列 8）人类基因组计划 2．教学要求 1)掌握基因，断裂基因，顺反子，C值矛盾，重叠基因，基因家族，重复序列，卫 星DNA等基本概念； 2)熟悉原核生物和真核生物基因组结构特点与功能； 3)了解人类基因组的重复顺序、人类基因组计划。 第1节基因的概念 第2节基因命名简介 第3节真核生物的断裂基因 第4节基因及基因组的大小与C值矛盾 第5节重叠基因 第6节基因组 第7节真核生物DNA序列组织 第8节基因家族 第9节人类基因组研究进展 第1节基因的概念 ●基因：带有特定遗传信息的核酸分子片段。包括 结构基因：编码蛋白质tRNA rRNA 调控基因： ●基因研究的发展染色体分子反向生物学 ●基因位于染色体和细胞器的DNA分子上 ?基因和顺反子 ?1955，Benzer用以表述T4 具溶菌功能的区的2个亚区: rⅡA rⅡB ?现代分子生物学文献中，顺反子和基因这两个术语互相通用。 第2节基因命名简介

?表示基因3个小写斜体字母，lac ?表示基因座3个小写斜体字母+ 1个大写斜体字母。lacZ ?表示质粒 自然质粒 3 个正体字母，首字母大写 重组质粒在2个大写字母前面加小写p ?基因为斜体，蛋白质为正体 ?人类基因为大写斜体 第3节真核生物的断裂基因 ?一、割裂基因的发现 ?1977，通过成熟mRNA（或cDNA）与编码基因的DNA杂交试验而发现 ?真核生物的基因是不连续的，大大改变了原来对基因结构的看法，现在知道大多数真核生物的基因都是不连续基因或割裂基因(split gene)。 ?割裂基因的概念——是编码序列在DNA分子上不连续排列而被不编码的序列所隔开的基因。 ?割裂基因的构成 ?构成割裂基因的DNA序列被分为两类： ?基因中编码的序列称为外显子(exon)，外显子是基因中对应于信使RNA序列的区域； ?不编码的间隔序列称为内含子(intron)，内含子是从信使RNA中消失的区域。?割裂基因由一系列交替存在的外显子和内含子构成，基因两端起始和结束于外显子，对应于其转录产物RNA的5’和3’端。如果一个基因有n个内含子，则相应地含有n+1个外显子。 ●割裂基因的性质 ?Splitting Gene 的普遍性 ?外显子和内含子各有特点 ?Splitting gene 概念的相对性 ●Splitting Gene 的普遍性 a) 真核生物（Eukaryots）中 ?绝大部分结构基因 ?tDNA, rDNA ?mtDNA, cpDNA b) 原核生物（Prokaryots）中 ?SV40 大T 抗原gene ?小t 抗原gene ?Splitting gene 并非真核生物所特有

第四章 基因与基因组学(答案)

第四章基因与基因组学（答案） 一、选择题 （一）单项选择题 1.关于DNA分子复制过程的特点，下列哪项是错误的 A.亲代DNA分子双股链拆开，形成两条模板链 B.新合成的子链和模板链的碱基互补配对 C.复制后新形成的两条子代DNA分子的碱基顺序与亲代的DNA分子完全相同 D. 以ATP、UTP、CTP、GTP和TDP为合成原料 E.半不连续复制 *2.建立DNA双螺旋结构模型的是： and Crick and Schwann *3.下列哪个不属于基因的功能 A.携带遗传信息 B.传递遗传信息 C.决定性状 D.自我复制 E.基因突变 》 分子中核苷酸顺序的变化可构成突变，突变的机制一般不包括： A.颠换 B.内复制 C.转换 D.碱基缺失或插入 E.不等交换 5.下列哪一种结构与割(断)裂基因的组成和功能的关系最小 A.外显子 B.内含子框 D.冈崎片段 E.倒位重复顺序 *6.在一段DNA片段中发生何种变动，可引起移码突变 A.碱基的转换 B.碱基的颠换 C.不等交换 D.一个碱基对的插入或缺失 个或3的倍数的碱基对插入或缺失 7.从转录起始点到转录终止点之间的DNA片段称为一个： A.基因 B.转录单位 C.原初转录本 D.核内异质RNA E.操纵子 8.在DNA复制过程中所需要的引物是； ~ 9.下列哪一项不是DNA自我复制所必需的条件 A.解旋酶多聚酶引物 D. ATP、GTP、CTP和TTP及能量 E.限制性内切酶 10.引起DNA形成胸腺嘧啶二聚体的因素是 A.羟胺 B.亚硝酸溴尿嘧啶 D.吖啶类 E.紫外线 11.引起DNA发生移码突变的因素是 A.焦宁类 B.羟胺 C.甲醛 D.亚硝酸溴尿嘧啶 12.引起DNA分子断裂而导致DNA片段重排的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 ) 13.可以引起DNA上核苷酸烷化并导致复制时错误配对的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 14.诱导DNA分子中核苷酸脱氨基的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 15.由脱氧三核苷酸串联重复扩增而引起疾病的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 16.在突变点后所有密码子发生移位的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 *17.异类碱基之间发生替换的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 ！ 18.染色体结构畸变属于 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 *19.由于突变使编码密码子形成终止密码，此突变为 A.错义突变 B.无义突变 C.终止密码突变 D.移码突变 E.同义突变 *20.不改变氨基酸编码的基因突变为 A.同义突变 B.错义突变 C.无义突变 D.终止密码突变 E.移码突变 21.可以通过分子构象改变而导致与不同碱基配对的化学物质为 A.羟胺 B.亚硝酸 C.烷化剂溴尿嘧啶 E.焦宁类 *22.属于转换的碱基替换为 和C 和T 和C 和T 和C ~ *23.属于颠换的碱基替换为 和T 和G 和C 和U 和U

基因组学(结构基因组学和功能基因组学).

问:基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究有哪些特点? 答:人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代,即大规模开展基因组生物学功能研究和应用研究的时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。以功能基因组学为代表的后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。 基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(struc tural genomics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。 功能基因组学(functional genomics又往往被称为后基因组学(postgenomics,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。 基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体。 功能基因组学

第九章基因工程和基因组学

第九章基因工程和基因组学 本章习题 1．什么是遗传工程？它在理论上和实践上有什么意义？ 答：遗传工程是将分子遗传学的理论与技术相结合，用来改造、创建动物和植物新品种、工业化生产生物产品、诊断和治疗人类遗传疾病的一个新领域。 广义的遗传工程包括细胞工程、染色体工程、基因工程、细胞器工程等。狭义的遗传工程即是通常讲的基因工程。本章只涉及狭义的遗传工程，即基因工程。 理论意义：遗传工程（基因工程）中的DNA重组主要是创造自然界中没有的DNA分子的新组合，这种重组不同于精典遗传学中经过遗传交换产生的重组。 实践意义：遗传工程（基因工程）技术的建立，使所有实验生物学领域产生巨大的变革。在工厂化生产药品、疫苗和食品；诊断和治疗遗传疾病；培养转基因动植物等方面都有非常重大的意义，即基因工程技术已广泛用于工业、农业、畜牧业、医学、法学等领域，为人类创造了巨大的财富。（详见第10题）。 2．简述基因工程的施工步骤。 答：基因工程的施工由以下这些步骤： ⑴.从细胞和组织中分离DNA； ⑵.利用能识别特异DNA序列的限制性核酸内切酶酶切DNA分子，制备DNA 片段； ⑶.将酶切的DNA片段与载体DNA（载体能在宿主细胞内自我复制连接），构建重组DNA分子； ⑷.将重组DNA分子导入宿主细胞，在细胞内复制，产生多个完全相同的拷贝，即克隆； ⑸.重组DNA随宿主细胞分裂而分配到子细胞，使子代群体细胞均具有重组DNA分子的拷贝； ⑹.从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重组DNA分子； ⑺.使克隆的DNA进一步转录成mRNA、翻译成蛋白质，分离、鉴定基因产物。

3．说明在DNA克隆中，以下材料起什么作用。 (1)载体；(2)限制性核酸内切酶；(3)连接酶；(4)宿主细胞；(5)氯化钠 答：⑴. 载体：经限制性酶酶切后形成的DNA片段或基因，不能直接进入宿主细胞进行克隆。一个DNA片段只有与适合的载体DNA连接构成重组DNA后，在载体DNA的运载下，才可以高效地进入宿主细胞，并在其中复制、扩增、克隆出多个拷贝。可作为DNA载体的有质粒、噬菌体、病毒、细菌和酵母人工染色体等。 ⑵. 限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶是基因工程的基石。在细菌中这些酶的功能是降解外来DNA分子，以限制或阻止病毒侵染。这种酶能识别双链DNA分子中一段特异的核苷酸序列，在这一序列内将双链DNA分子切断。 ⑶. 连接酶：将外源DNA与载体相连接的一类酶。 ⑷. 宿主细胞：能使重组DNA进行复制的寄主细胞。 ⑸. 氯化钠：主要用于DNA提取。在pH为8左右的DNA溶液中，DNA分子是带负电荷的，加入一定浓度的氯化钠，使钠离子中和DNA分子上的负电荷，减少DNA分子之间的同性电荷相斥力，易于互相聚合而形成DNA钠盐沉淀。另外，氯化钠也是细菌培养基的成分之一。 4．有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性的质粒，在其四环素抗性基因内有一个该质粒惟一的EcoRI酶切点，今欲用EcoRI位点克隆果蝇DNA，构建一个基因库，连接的产物转化大肠杆菌菌株DH5 ，试问：⑴. 在培养基中加入哪一种抗生素用于选择阳性克隆？⑵. 对哪一种抗生素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段？⑶. 如果有的克隆可抗两种抗生素，如何解释？ 答：⑴.在培养基中加入四环素结合影印法可用于选择阳性克隆。 ⑵.对氨苄青霉素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段。 ⑶.这种克隆是没有受到EcoRI酶解的原始质粒或这些克隆都是自连形成的非重组体。 5．在构建一个真核生物核DNA库时，需要考虑哪些因素？ 答：核基因库是将某一生物的全部基因组DNA酶切后与载体连接构建而成的。通常方法是，尽量提取大分子量的核DNA，用限制性酶酶切后，分离选择具有一定长度（大于15kb）的DNA片断，与适宜的载体连接构成重组DNA分子，

研究细菌基因组结构的意义

细菌基因组的结构和功能 细菌和病毒一样同属原核生物，因而细菌基因组的结构特点在许多方面与病毒的基因组特点相似，而在另一些方面又有其独特的结构和功能。本节首先介绍细菌染色体基因组的一般结构特点，然后再具体介绍大肠杆菌染色体基因组 的结构和功能。 1细菌染色体基因组结构的一般特点 （1）细菌的染色体基因组通常仅由一条环状双链 DNA分子组成细菌的染色体相对聚集在一起，形成一 个较为致密的区域，称为类核（nucleoid）。类核无 核膜与胞浆分开，类核的中央部分由RNA和支架蛋白 组成，外围是双链闭环的DNA超螺旋。染色体DNA通 常与细胞膜相连，连接点的数量随细菌生长状况和不同的生活周期而异。在DNA链上与DNA 复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结合，如大肠杆菌染色体DNA的复制起点（OriC）、复制终点（TerC）等。细胞膜在这里的作用可能是对染色体起固定作用，另外，在细胞分裂时将复制后的染色体均匀地分配到两个子代细菌中去。有关类核结构的详细情况目前尚不清楚。 （2）具有操纵子结构（有关操纵子结构详见基因表达的调控一章）其中的结构基因为多顺反子，即数个功能相关的结构基因串联在一起，受同一个调节区的调节。数个操纵子还可以由一个共同的调节基因（regulatorygene）即调节子（regulon）所调控。 （3）在大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝但是编码rRNA的基因rrn往往是多拷贝的,这样可能有利于核糖体的快速组装，便于在急需蛋白质合成时细胞可以在短时间内有大量核糖体生成。 （4）和病毒的基因组相似，不编码的DNA部份所占 比例比真核细胞基因组少得多。 （5）具有编码同工酶的同基因（isogene）例如，在 大肠杆菌基因组中有两个编码分支酸（chorismicacid） 变位酶的基因，两个编码乙酰乳酸（acetolactate）合成 酶的基因。 （6）和病毒基因组不同的是，在细菌基因组中编码 顺序一般不会重叠，即不会出现基因重叠现象。 （7）在DNA分子中具有各种功能的识别区域如复制 起始区OriC，复制终止区TerC,转录启动区和终止区等。 这些区域往往具有特殊的顺序，并且含有反向重复顺序。

浅析功能基因组学和蛋白质组学的概念及应用

【摘要】基因组相对较稳定，而且各种细胞或生物体的基因组结构有许多基本相似的特征；蛋白质组是动态的，随内外界刺激而变化。对蛋白质组的研究可以使我们更容易接近对生命过程的认识。蛋白质组学是在细胞的整体蛋白质水平上进行研究、从蛋白质整体活动的角度来认识生命活动规律的一门新学科，简要介绍功能基因组学和蛋白质组学的科学背景、概念及其应用。 【关键词】基因组；功能基因组学；蛋白质组学； 一、基因组及基因组学的概念 基因组(genome)一词系由德国汉堡大学H．威克勒教授于1920年首创，用以表示真核生物从其亲代所继承的单套染色体，或称染色体组。更准确地说，基因组是指生物的整套染色体所含有的全部DNA序列。由于在真核细胞的线粒体和植物的叶绿体中也发现存在遗传物质，因此又将线粒体或叶绿体所携带的遗传物质称为线粒体基因组或叶绿体基因组。原核生物基因组则包括细胞内的染色体和质粒DNA。此外非独立生命形态的病毒颗粒也携带遗传物质，称为病毒基因组。所有生命都具有指令其生长与发育，维持其结构与功能所必需的遗传信息，本书中将生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和称为基因组。[1] 基因组学(genomic)一词系由T．罗德里克(T．Roderick)于1986年首创，用于概括涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学学科分支，并已用来命名一个学术刊物Genomics。基因组学是伴随人类基因组计划的实施而形成的一个全新的生命科学领域。[1] 基因组学与传统遗传学其他学科的差别在于，基因组学是在全基因组范围研究基因的结构、组成、功能及其进化，因而涉及大范围高通量收集和分析有关基因组DNA的序列组成，染色体分子水平的结构特征，全基因组的基因数目、功能和分类，基因组水平的基因表达与调控以及不同物种之间基因组的进化关系。基因组学的研究方法、技术和路线有许多不同于传统遗传学的特点，各相关领域的研究仍处于迅速发展和不断完善的过程中。 基因组学的主要工具和方法包括：生物信息学，遗传分析，基因表达测量和基因功能鉴定。 二、功能基因组学的概念及应用

基因组学的研究内容

基因组学的研究内容 结构基因组学： 基因定位；基因组作图；测定核苷酸序列 功能基因组学：又称后基因组学（postgenomics基因的识别、鉴定、克隆；基因结构、功能及其相互关系；基因表达调控的研究 蛋白质组学： 鉴定蛋白质的产生过程、结构、功能和相互作用方式 遗传图谱 （genetic map）采用遗传分析的方法将基因或其它dNA序列标定在染色体上构建连锁图。 遗传标记： 有可以识别的标记，才能确定目标的方位及彼此之间的相对位置。 构建遗传图谱 就是寻找基因组不同位置上的特征标记。包括： 形态标记； 细胞学标记； 生化标记；DNA 分子标记 所有的标记都必须具有多态性！所有多态性都是基因突变的结果！ 形态标记： 形态性状：株高、颜色、白化症等，又称表型标记。 数量少，很多突变是致死的，受环境、生育期等因素的影响 控制性状的其实是基因，所以形态标记实质上就是基因标记。

细胞学标记 明确显示遗传多态性的染色体结构特征和数量特征 ：染色体的核型、染色体的带型、染色 体的结构变异、染色体的数目变异。优点：不受环境影响。缺点：数量少、费力、费时、对生物体的生长发育不利 生化标记 又称蛋白质标记 就是利用蛋白质的多态性作为遗传标记。 如：同工酶、贮藏蛋白 优点： 数量较多，受环境影响小 ?

缺点： 受发育时间的影响、有组织特异性、只反映基因编码区的信息 DNA 分子标记： 简称分子标记以 DNA 序列的多态性作为遗传标记 优点： ? 不受时间和环境的限制 ? 遍布整个基因组，数量无限 ?

不影响性状表达 ? 自然存在的变异丰富，多态性好 ? 共显性，能鉴别纯合体和杂合体 限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism ， RFLP ） DNA 序列能或不能被某一酶酶切，

基因工程和基因组学

第九章基因工程和基因组学 (一) 名词解释： 基因工程 1.标记基因：指与目标性状紧密连锁、同该性状共同分离且易于识别的可遗传的等位基因变异。 2.cDNA库：是以mRNA为模板，经反转录酶合成互补DNA构建的基因库。 3.克隆（无性繁殖系）选择学说：一个无性繁殖系是指从一个祖先通过无性繁殖方式产生的后代， 是具有相同遗传性状的群体。经过选择培养，可以获得无性系变异体，但其遗传性状不一定有差异，在适当的培养条件下可产生逆转。 4.基因组：一个物种的单倍体细胞中所含有的遗传物质的总和称为该物种的基因组。 5.遗传多态现象：同一群体中存在着两种以上变异的现象。通常不同变异型间易于区别，不存在中 间类型，而且遗传方式清楚。例如人的ABO血型就是遗传多态，这个血型系统由同一基因座上的3个等位基因决定，各型间区分明确，在同一地区有一定的频率分布。 6.基因芯片：所谓基因芯片，是指利用大规模集成电路的手段，控制固相合成成千上万个寡核苷酸 探针，并把它们有规律地排列在指甲大小的硅片上，然后将要研究的材料，如DNA或cDNA用荧 光标记后在芯片上与探针杂交，再通过激光共聚焦显微镜对芯片进行扫描，并配合计算机系统对每一个探针上的荧光信号作出比较和检测，从而迅速得出所需的信息。 7.BAC文库（bacterial artificial chromosome，细菌人工染色体文库）：BAC是人工染色体的一 种，是以细菌F因子（细菌的性质粒）为基础组建的细菌克隆体系。 8.Ti质粒：在根瘤土壤杆菌细胞中存在的一种染色体外自主复制的环形双链DNA分子，称为Ti质 粒，它控制根瘤的形成，Ti是英文tumor-inducing（肿瘤的诱发）的略语。可作为基因工程的 载体。 9.穿梭载体（shuttle vector）：指既能在真核细胞中繁殖，又能在原核细胞中繁殖的载体。它既 含有原核细胞的复制原点，又含有真核生物的复制原点，而且又具备可利用的酶切位点和合适的筛选指标。 (二) 是非题： 1.限制性内切酶EcoRI对一定核甘酸顺序的切割位点是G↓AATTC CTTAA↑G。（+） 2.CTTGAA可以是限制性内切酶的的识别序列。（-） 3.限制与修饰现象是宿主的一种保护体系，它是通过对外源DNA的修饰和对自身DNA的限制实现的。 （-） 4.限制性图谱与限制性片段长度多态性（RFLP）图谱的最显著的区别在于前者是一个物理图谱而后 者是一个连锁图。（+） 5.已知某一内切核酸酶在一环状DNA上有3个切点，因此，用此酶切割该环状DNA，可以得到3个 片段。（+） 6.迄今所发现的限制性内切核酸酶既能作用于双链DNA，又能作用于单链DNA。（-） 7.能够在不同的宿主细胞中复制的质粒叫穿梭质粒。（+） 8.只有完整的复制子才能进行独立复制，一个失去了复制起点的复制子不能进行独立复制。（+）

基因组学研究在功能基因组中的应用

基因组学研究在功能基因组中的应用 摘要：20世纪的最后十年，分子生物学研究发生了很大的变革，从单个基因或蛋白质研究转向大规模研究基因，从而产生了基因组学、功能基因组学等新学科。功能基因组学是在结构基因组学丰富信息资源的基础上，应用先进的基因表达技术、生物功能检测技术和生物信息学技术分析研究基因的表达、调控和功能；探讨生物的生长、发育规律的新型交叉学科。目前功能基因组学研究的内容和方法，主要包括应用微点阵、基因表达系列分析（SAGE）、蛋白质组、生物信息学等方法来研究基因组表达概况、基因组多样性、模式生物体等。 关键词：基因组学，功能基因组学，SAGE，蛋白质组学 人类基因组计划的完成意味着从结构基因组学到功能基因组学的跨越，把我们带进了后基因组时代，基因组学的研究发生了翻天覆地的变化已从结构基因组学过渡到功能基因组学。功能基因组学以揭示基因组的功能及调控机制为目标功能基因组学的研究是21世纪国际研究的前沿也是最热门的研究领域之一。本文简要介绍功能基因组学的研究进展尤其是功能基因组学的主要研究内容和研究方法，。 1功能基因组的含义 基因组(genome)这一概念于1924年提出用于描述生物的全部基因和染色体组成。基因组学(genomics)由美国科学家ThomasRoderick于1986年提出是指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱)核苷酸序列分析基因定位和基因功能分析的一门科学。 结构基因组学(Structural genomics)是基因组学的一个重要组成部分和研究领域它是通过基因作图，核苷酸序列分析以确定基因组成、基因定位的一门科学，结构基因组学代表基因组分析的早期阶段以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。 比较功能基因组学(comparative genomics)是在基因组图谱及序列测定的基础上对已知的基因和基因组结构进行比较以了解基因的功能、表达机理及物种进化的学科。 功能基因组学(functional genomics)被称为后基因组学(post genomics)是利用结构基因组

基因组的结构与功能习题

第二章基因组的结构与功能 （一）选择题 A 型题 1．原核生物染色体基因组是 A．线性双链DNA分子 B．环状双链DNA分子 C．线性单链DNA分子 D．线性单链RNA分子 E．环状单链DNA分子 2．真核生物染色体基因组是 A．线性双链DNA分子 B．环状双链DNA分子 C．线性单链DNA分子 D．线性单链RNA分子 E．环状单链DNA分子 3．有关原核生物结构基因的转录，叙述正确的是 A．产物多为多顺反子RNA B．产物多为单顺反子RNA C．不连续转录 d．对称转录 E．逆转录4．原核生物的基因组主要存在于 A．质粒 B．线粒体 C．类核 D．核糖体 E．高尔基体 5．下列有关原核生物的说法正确的是 A．原核生物基因组DNA虽然与蛋白结合，但不形成真正的染色体结构 B．结构基因中存在大量的内含子 C．结构基因在基因组中所占比例较小 D．原核生物有真正的细胞核 E．基因组中有大量的重复序列 6．下列有关原核生物的说法不正确的是 A．原核生物的结构基因与调控序列以操纵子的形式存在B．在操纵子中，功能上关联的结构基因串联在一起C．在一个操纵子内，几个结构基因共用一个启动子 D．操纵元件也是结构基因E．基因组中只存在一个复制起点 7．真核生物染色质中的非组蛋白是 A．碱性蛋白质B．序列特异性DNA结合蛋白C．识别特异DNA序列的信息存在于蛋白上 D．不能控制基因转录及表达E．不参与DNA分子的折叠和组装 8．真核生物染色质的基本结构单位是 A．α-螺旋B．核小体 C．质粒 D．?-片层 E．结构域 9．关于真核生物结构基因的转录，正确的说法是 A．产物多为多顺反子RNAB．产物多为单顺反子RNAC．不连续转录D．对称转录E．新生链延伸方向为3'→5' 10．外显子的特点通常是 A．不编码蛋白质B．编码蛋白质C．只被转录但不翻译D．不被转录也不被翻译E．调节基因表达11．下列有关卫星DNA说法错误的是 A．是一种高度重复序列 B．重复单位一般为2~10 bp C．重复频率可达106 D．能作为遗传标记 E．在人细胞基因组中占5%~6%以上 12．下列有关真核生物结构基因的说法不正确的是 A．结构基因大都为断裂基因 B．结构基因的转录是不连续的 C．含有大量的重复序列 D．结构基因在基因组中所占比例较小 E．产物多为单顺反子RNA 13．染色体中遗传物质的主要化学成分是 A．组蛋白 B．非组蛋白 C．DNA D．RNA E．mRNA 14．真核生物染色质中的组蛋白是 A．酸性蛋白质 B．碱性蛋白质 C．一种转录因子 D．带负电荷 E．不带电荷 15．指导合成真核生物蛋白质的序列主要是 A．高度重复序列 B．中度重复序列 C．单拷贝序列 D．卫星DNA E．反向重复序列

第十一章 基因工程和基因组学

第十一章基因工程和基因组学[关闭窗口] 本章习题 1.解释下列名词：基因工程、限制性内切酶、限制、粘性末端、重组DNA分子、运载工具、质粒、核基因库、染色体基因库、cDNA库、人工合成基因、植物基因转化、DNA芯片技术、分子标记辅助选择、基因组学、蛋白质组学、生物信息学。 2．什么是遗传工程？它在理论上和实践上有什么意义？ 3．简述基因工程的施工步骤。 4．说明在DNA克隆中，以下材料起什么作用。 (1)载体；(2)限制性核酸内切酶；(3)连接酶；(4)宿主细胞；(5)氯化钠 5．有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性的质粒，在其四环素抗性基因内有一个该质粒惟一的EcoRI酶切点，今欲用EcoRI 位点克隆果蝇DNA，构建一个基因库，连接的产物转化大肠杆菌菌株DH5 ，试问：⑴. 在培养基中加入哪一种抗生素用于选择阳性克隆？⑵. 对哪一种抗生素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段？⑶. 如果有的克隆可抗两种抗生素，如何解释？ 6．在构建一个真核生物核DNA库时，需要考虑哪些因素？ 7．根据下列凝胶电泳分析的结果，构建一个限制性酶图谱，并表明酶切位点及片段的碱基数，片段总长度为1300bp。电泳分析结果如下： 8．在下列6种限制性酶图谱中，有一种排列方式与凝胶电泳的带型是一致的。3种酶分别是：E：EcoRI、N：NcoI、A：AatII。

试回答： ⑴.根据电泳中DNA带型，选择正确的图谱并说明原因。 ⑵.在将这块凝胶转移后进行Southern杂交分析，带星点的是与pep基因杂交的信号带，说明pep在图谱中的位置。 9．简述将除草剂基因转移到植物基因组的过程。 10．简述基因组遗传图谱与物理图谱的异同。 11．简述基因工程在工、农、医三方面的成就及发展前景。 参考答案[关闭窗口] 第十一章基因工程和基因组学[关闭窗口] 参考答案 1.解释下列名词：基因工程、限制性内切酶、限制、粘性末端、重组DNA分子、运载工具、质粒、核基因库、染色体基因库、cDNA库、人工合成基因、植物基因转化、DNA芯片技术、分子标记辅助选择、基因组学、蛋白质组学、生物信 息学。 答：基因工程：在分子水平上，采取工程建设方式，按照预先设计的蓝图，借助于实验室技术将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去，使外源基因正确表达，定向获得新遗传性状的一门技术。 限制性内切酶：一种水解DNA的磷酸二脂酶，遗传工程中重要工具。 限制：降解外源DNA，防御异源遗传信息进入的手段。 粘性末端：指遗传工程中，酶解时所产生的带有互补碱基配对顺序、可以自动接合成为环状DNA的单链尾巴。 重组DNA分子：基因工程中用限制性内切酶切割"目的"基因和载体DNA分子后，使两者都产生粘性末端，再把两者 连接起来形成DNA分子。 运载工具：将“目的”基因导入受体细胞的运载工具。 质粒：细菌细胞内独立于细菌染色体而自然存在的、能自我复制、易分离和导入的环状双链DNA分子。质粒具有重组 表型检测标记，检测是否携带外源DNA片段。 核基因库：将某生物全部基因组DNA酶切后与载体连接构建而成的基因库。理想的核基因库应能包括全部基因组序列。 染色体基因库：将基因组的一部分如一条染色体构建而成的基因库，可选择特异基因以及分析染色体结构和组织。 cDNA库：以mRNA为模板，经反转录酶合成互补DNA构建而成的基因库。 人工合成基因：根据已知的基因或氨基酸序列，将化学合成寡核苷酸的方法与酶促合成DNA的方法相结合合成的基因。

第四章 基因与基因组学(答案)知识讲解

第四章基因与基因组 学(答案)

第四章基因与基因组学（答案） 一、选择题 （一）单项选择题 1.关于DNA分子复制过程的特点，下列哪项是错误的? A.亲代DNA分子双股链拆开，形成两条模板链 B.新合成的子链和模板链的碱基互补配对 C.复制后新形成 的两条子代DNA分子的碱基顺序与亲代的DNA分子完全相同 D. 以ATP、UTP、CTP、GTP和TDP为合成原料 E.半不连续复制 *2.建立DNA双螺旋结构模型的是： A.Mendel B.Morgan C.Hooke D.Watson and Crick E.Sthleiden and Schwann *3.下列哪个不属于基因的功能? A.携带遗传信息 B.传递遗传信息 C.决定性状 D.自我复制 E.基因突变 4.DNA分子中核苷酸顺序的变化可构成突变，突变的机制一般不包括： A.颠换 B.内复制 C.转换 D.碱基缺失或插入 E.不等交换 5.下列哪一种结构与割(断)裂基因的组成和功能的关系最小? A.外显子 B.内含子 C.TATA框 D.冈崎片段 E.倒位重复顺序 *6.在一段DNA片段中发生何种变动，可引起移码突变? A.碱基的转换 B.碱基的颠换 C.不等交换 D.一个碱基对的插入或缺失 E.3个或3的倍数的碱基对插入或缺失 7.从转录起始点到转录终止点之间的DNA片段称为一个： A.基因 B.转录单位 C.原初转录本 D.核内异质RNA E.操纵子 8.在DNA复制过程中所需要的引物是； A.DNA B.RNA C.tRNA D.mRNA E.rRNA 9.下列哪一项不是DNA自我复制所必需的条件? A.解旋酶 B.DNA多聚酶 C.RNA引物 D. ATP、GTP、CTP和TTP及能量 E.限制性内切酶 10.引起DNA形成胸腺嘧啶二聚体的因素是 A.羟胺 B.亚硝酸 C.5-溴尿嘧啶 D.吖啶类 E.紫外线 11.引起DNA发生移码突变的因素是 A.焦宁类 B.羟胺 C.甲醛 D.亚硝酸 E.5-溴尿嘧啶 12.引起DNA分子断裂而导致DNA片段重排的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 13.可以引起DNA上核苷酸烷化并导致复制时错误配对的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 14.诱导DNA分子中核苷酸脱氨基的因素 A.紫外线 B.电离辐射 C.焦宁类 D.亚硝酸 E.甲醛 15.由脱氧三核苷酸串联重复扩增而引起疾病的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 16.在突变点后所有密码子发生移位的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 *17.异类碱基之间发生替换的突变为 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 18.染色体结构畸变属于 A.移码突变 B.动态突变 C.片段突变 D.转换 E.颠换 *19.由于突变使编码密码子形成终止密码，此突变为 A.错义突变 B.无义突变 C.终止密码突变 D.移码突变 E.同义突变 *20.不改变氨基酸编码的基因突变为 A.同义突变 B.错义突变 C.无义突变 D.终止密码突变 E.移码突变 21.可以通过分子构象改变而导致与不同碱基配对的化学物质为 A.羟胺 B.亚硝酸 C.烷化剂 D.5-溴尿嘧啶 E.焦宁类 *22.属于转换的碱基替换为 A.A和C B.A和T C.T和C D.G和T E.G和C *23.属于颠换的碱基替换为

功能基因组学大题

真核生物基因组的特点：①基因组含有更大的DNA分子，以染色体形式储存于细胞核内②基因组结构复杂，有多个复制启始位点，但每个复制子的长度较小。③转录单位一般是单顺反子的④存在重复序列⑤存在多基因家族和超基因家族⑥基因类型多样⑦含有自私DNA⑧DNA序列组织的可变性 原核生物基因组特点：①细菌的DNA绝大部分是用于编码蛋白质的，只有一小部分是不翻译的②细菌的结构基因中没有内含子成分，即基因序列是连续的③细菌的结构基因无重叠现象，即同一部分DNA序列不编码两种蛋白质多肽链。④功能上相关的几个结构基因串联在一起组成操纵子结构。当基因开放时，这几个基因转录在一条mRNA链上，然后翻译成几条功能相关的蛋白质多肽链，故称之为多顺反子。 高度重复顺序的功能：①调节反向序列常存在于DNA复制起点区的附近。②参与基因表达的调控DNA的重复顺序可以转录到核内不均一RNA分子中，并形成发夹结构，这对稳定RNA分子，免遭分解有重要作用。③参与转座作用：几乎所有转座因子的末端都包括反向重复顺序，长度由几个bp 到1400bp。④与进化有关：不同种属的高度重复顺序的核苷酸序列不同，具有种属特异性，但相近种属又有相似性。⑤同一种属中不同个体的高度重复顺序的重复次数不一样，这可以作为每一个体的特征，即DNA指纹.⑥α卫星DNA成簇的分布在染色体着丝粒附近，可能与减数分裂时染色体配对有关，即同源染色体之间的联会可能依赖于具有染色体专一性的特定卫星DNA顺序.⑦自私DNA⑧DNA 序列组织的可变性 外元与内元顺序组成的一些特点：①基因组中的各个外显子的排列顺序与成熟mRNA中对应的外显子顺序保持一致 ②断裂基因在个体的所有组织细胞中，不论表达与否，其结构不变③绝大多数内元都含有3种可能读码框的终止密码 子，当内元未被切除时，翻译常常在内元终止，产生残缺的多肽链④不同种属的同一基因中，外元的顺序组成比较保守，而内元的顺序变异较大⑤外元的长度一般小于300bp，内元的长度较大，可达50-60 kb甚至更长。 基因组测序的策略： ①全基因组鸟枪法：首先进行全基因组鸟枪法测序，再以基因组图的分子标记为起点，将鸟枪法DNA片段进行组装。 根据高密度的基因组图分子标记，检测组装片段是否处在正确的位置，校正因重复顺序的干扰产生的序列误排。这是一种由下至上的测序策略。 ②克隆重叠群法：克隆重叠群：相互间存在重叠顺序的一组克隆。根据重叠顺序的相对位置将各个克隆首尾连接，覆 盖的物理长度可达百万级碱基对。在单个的重叠群中，采用鸟枪法测序，然后在重叠群内进行组装。这是一种由上至下的测序策略。 形态标记的不足：①可以观察到的标记非常有限，难以建立饱和的遗传图谱②许多形态标记还受环境、生育期等因素的影响③性状的识别需要有相关的经验 DNA分子标记特点：①不受季节、环境、基因表达与否的限制②多态性高，存在着丰富的等位变异③数量丰富，多态性遍及整个基因组④表现为“中性”，不影响目标性状的表达，与不良性状无必然的连锁⑤许多分子标记表现共显性，能鉴别纯合杂合基因型，提供完整的信息。 三代分子标记及特点： ①RFLP：RFLP最初的设想及局限，第一代标记，包括AFLP和RAPI ②SSLP：第二代分子标记 1）小卫星 特点：重复单位长>10bp，重复数10—30，分布集中，产生于不等交换，但不适合自动化PCR。 2）小卫星 特点：重复单位长1—6bp，重复数10—50，分数分布，产生于测序复制 ③SNP 第三代分子标记 特点：人类基因的平均分布为每kb一个SNP，总数约300百万。 RFLP标记的特点：①遍布于整个基因组，数量几乎是无限的②无表型效应，不受发育阶段及器官特异性限制③共显性，可区分纯合子和杂合子④结果稳定、可靠⑤DNA需要量大，检测技术繁杂，难以用于大规模的育种实践中。 RFLP的操作步骤：①DNA提取②用DNA限制性内切酶消化③凝胶电泳分离限制性片段④将这些片段按原来的顺序和位置转移到易操作的滤膜上⑤用放射性同位素或非放射性物质标记的DNA作探针与膜上的DNA杂交⑥放射性自显影或酶学检测显示出不同材料对该探针的限制性酶切片段多态性。 SSR（简单重复序列）的主要功能：①编码氨基酸②染色体末端的SSR，有保护DNA完整性、避免降解、融合及丢失的功能③提高或降低临近基因转录速率④基因重组的热点，是基因变异的来源 SSR（简单重复序列）的特点：①两侧顺序保守，在同种间多相同②数量丰富，在整个基因组均匀随机分布③实验重复性好，结果可靠④多数SSR增减重复序列频率高，在品种间具广泛位点变异⑤共显性标记，可鉴别杂合子和纯合子⑥仅需微量组织，适合PCR分析半自动化 SSR（简单重复序列）不足：①相对的物种专一性②由于开发时需针对每个座位的微卫星序列，发现其两端的单拷贝序列设计引物，需建立基因文库、克隆识别与筛选、测序等过程，开发困难，费用较高，耗时长③实际分析时一般每次只分析单个位点④不同引物退火温度不同，需要探索。 SNP用作遗传标记的特点：①双等位基因②在基因组中的发生频率比较高③SNPs可大大丰富既有的连锁图④成熟自动化技术，有望同时分析成千上万的SNPs 构建水稻遗传图谱的方法：①选择亲本②建立构图群体③选择多态性探针④检验多态性探针在群体中的表现⑤连锁分析和连锁群构建⑥确定连锁群与染色体的关系 水稻基因组的测序与组装：①构建物理图②在重叠群中挑选出一套彼此重叠最少的有序克隆③对每个BAC克隆进行亚克隆④用DNA测序仪随机测定亚克隆顺序⑤建立起亚克隆序列重叠群⑥用“半随机法”延伸亚克隆序列重叠群的长度⑦定向测序⑧完成序列 构建遗传图谱的原因：基因组图的绘制是基因组全面测序的工作框架 绘制物理图的原因意义（绘制的基因组图为何不能指导基因组计划的测序）：①遗传图的分辨率有限②遗传图的精确

病毒、真核和原核生物的基因组结构特点

病毒、真核和原核生物的基因组结构特点 病毒基因组结构特点： 1.病毒基因组所含核酸类型不同 2.不同病毒基因组大小相差较大 3.病毒基因组可以是连续的也可以是不连续的 4.病毒基因组的编码序列大 5.基因可以是连续的也可以是间断的 6.病毒基因组都是单倍体和单拷贝 7.基因重叠 8.病毒基因组功能单位或转录单位 9.病毒基因组含有不规则结构基因 （1）几个结构基因的编码区无间隔 （2）结构基因本身没有翻译起始序列 （3） mRNA没有 5’端的帽结构 原核生物基因组结构特点： 1.细菌等原核生物的基因组是一条双链闭环的DNA分子 2.具有操纵子结构 3.原核基因组中只有1个复制起点 4.结构基因无重叠现象 5.基因序列是连续的，无内含子，因此转录后不需要剪切 6.编码区在基因组中所占的比例远远大于真核基因组，但又远远小于病毒基 因组。非编码区主要是一些调控序列

7.基因组中重复序列很少 8.具有编码同工酶的基因 9.细菌基因组中存在着可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子 10.在DNA分子中具有多种功能的识别区域，如复制起始区、复制终止区、转 录启动区和终止区等。这些区域往往具有特殊的序列，并且含有反向重复序列 真核生物基因组结构特点： 1）真核基因组远远大于原核生物的基因组。 2）真核基因具有许多复制起点，每个复制子大小不一。每一种真核生物都有一定的染色体数目，除了配子为单倍体外，体细胞一般为双倍体， 即含两份同源的基因组。 3）真核基因都出一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物的单顺反子，即一分子mRNA只能翻译成一种蛋白质。 4）真核生物基因组中含有大量重复顺序。 5）真核生物基因组内非编码的顺序（NCS）占90%以上。编码序列占5%。 6）真核基因产断列基因，即编码序列被非编码序列分隔开来，基因与基因内非编码序列为间隔DNA，基因内非编码序列为内含子，被内含子隔 开的编码序列则为外显子。 7）真核生物基因组功能相关的基因构成各种基因家族，它们可串联在一起，亦可相距很远，但即使串联在一起成族的基因也是分别转录的。 8）真核生物基因组中也存在一些可移动的遗传因素，这些DNA顺序并无明显生物学功能，似科为自己的目的而级织，故有自私DNA之称，其移 动多被RNA介导，也有被DNA介导的。

功能基因组学的研究方法

功能基因组学的研究方法 基因组学（genomics），研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。它的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（structural genomics）和以功能鉴定为目标的功能基因组学（functional genomics）。随着测序的完成，功能基因组学成为研究的热门。由于本人的SRT项目是做关于水稻突变方面的，故本文将围绕功能基因组学的研究方法及水稻突变体展开。 功能基因组学，往往又被称为后基因组学（postgenome）。它是利用结构基因组学提供的信息和产物，力图从基因组和系统水平上全面分析基因的功能。目前，大规模、高通量分析基因功能主要借助表达序列标签、cDNA微阵列和DNA 芯片、蛋白质组学、生物信息学以及反向遗传学等方法来实现： 1 表达序列标签(EST) 表达序列标签(Expfessed Sequence Tag，EST)是指从不同组织来源的cDNA 文库中随机挑取克隆,对其进行大规模测序所获得的部分cDNA的5’或3'端序列。一个EST对应于某一种mRNA的cDNA克隆的一段序列，长度一般为300～500bp。建立这些序列的数据库即为EST文库。将测序所得到的ESTs与dbEST等数据库中的数据进行相似性分析,根据核酸或蛋白质序列的同源性比较，即可鉴定出哪些EST代表已知基因，哪些EST代表未知基因,并对所得各基因的EST进行基因表达情况和表达丰度分析。这也是近几年来分离与克隆新基因及基因功能研究的一个行之有效的手段。 2 cDNA微阵列和DNA芯片 cDNA微阵列(cDNA micro-array)和DNA芯片(DNA chip)都是基于Revese Northern杂交以检测基因表达差异的技术。二者的基本原理是利用光导化学合成,照相平板印刷以及固相表面化学合成等技术,在固相支持物上固定成千上万个cDNA、EST或基因特异的寡核苷酸探针，并与放射性同位素或荧光标记的靶DNA进行杂交，然后用相应的检测系统进行检测。根据杂交信号强弱及探针的位置和序列，即可确定靶DNA的表达情况以及突变和多态性的存在。 3 蛋白质组学(Proteomics) 蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系,在整体水平上研究蛋白质的组成与调控活动规律的一门新兴学科。基因是遗传信息的携带者，而生命活动的执行者却是蛋白质,即基因表达产物。因此对基因功能的研究就离不开对蛋白质功能的研究。随着后基因组学时代的到来，对蛋白质功能的研究必将会从对特定蛋白质的研究上升到对生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式的研究，即蛋白质组学的研究。 4 生物信息学（Bioinformatics） 生物信息学是将分子生物学和数学、计算机信息处理技术相结合，用数理和信息科学的观点、理论和方法研究生命现象、组织和分析呈指数增长的生物学数据的一门新兴学科，即以DNA和蛋白质为研究对象，以计算机为主要工具，发展各种软件，对日益增长的海量的DNA和蛋白质的序列结构进行收集、整理、储存、加工、分析和研究，目的是通过这样的分析认识生命的起源、进化、遗传和发育的本质，破译隐藏在DNA序列中的生物信息。它由数据库、计算机网络和应用软件三大部分组成。 5 反向遗传学(Reverse genetics)