基因組學(xué)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)

1、問(wèn):基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、比較 基因組學(xué)研究有哪些特點(diǎn)？答:人類(lèi)基因組計(jì)劃完成后生物科學(xué)進(jìn)入了人類(lèi)后基因組時(shí)代，即大規(guī)模開(kāi)展基因組生物學(xué)功能研究和應(yīng)用研究的時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，生命科學(xué)的主要研究對(duì)象是功能 基因組學(xué)，包括結(jié)構(gòu)基因組研究和蛋白質(zhì)組研究等。以功能基因組學(xué)為代表的后基因組時(shí)代主要為利用基因組學(xué)提供的信息。基因組研究應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：以全基因組測(cè)序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(struc tural gen omics和以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)(fun ctio nalgenomics結(jié)構(gòu)基因組學(xué)代表基因組分析的早期階段，以建立生物體高分辨率遺

2、傳、物 理和轉(zhuǎn)錄圖譜為主。功能基因組學(xué)代表基因分析的新階段，是利用結(jié)構(gòu)基因組學(xué)提供的信息系統(tǒng)地研究基因功能，它以高通量、大規(guī)模實(shí)驗(yàn)方法以及統(tǒng)計(jì)與計(jì)算機(jī)分析為特征。功能基因組學(xué)(functional genomics又往往被稱(chēng)為后基因組學(xué)(postgenomics它利 用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)在基因組或系統(tǒng)水 平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)研究從對(duì)單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。這是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入基因組動(dòng)態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。研究?jī)?nèi)容包括基因功能發(fā)現(xiàn)、基因表達(dá)分析及突變檢測(cè)。基因的功能包括：生物學(xué)功能，如

3、作為蛋白質(zhì)激酶對(duì)特異蛋白質(zhì)進(jìn)行磷酸化修飾細(xì)胞學(xué)功能，如參與細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞途徑；發(fā)育上功能，如參與形態(tài)建成等采用 的手段包括經(jīng)典的減法雜交，差示篩選,cDNA代表差異分析以及mRNA差異顯示等， 但這些技術(shù)不能對(duì)基因進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析。新的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，包括基因表達(dá)的系統(tǒng)分析，cDNA微陣列，DNA芯片等。鑒定基因功能最有效的方法是觀(guān)察基因表達(dá)被阻斷或增加后在細(xì)胞和整體水平所產(chǎn)生的表型變異，因此需要建立模式生物體。功能基因組學(xué) 中文名稱(chēng)：功能基因組學(xué)英文名稱(chēng):Functional Genomics學(xué)科分類(lèi):遺傳學(xué)注釋:運(yùn)用遺傳技術(shù)，通過(guò)識(shí)別其在一個(gè)或多個(gè)生物模型中的作用來(lái)認(rèn)識(shí)新發(fā)現(xiàn)基因的

4、功能。功能基因組用功能不明的分離基因作為起始點(diǎn)，然后選擇具有該同源基因的生物模型。這一生物模型可以是簡(jiǎn)單的酵母細(xì)胞或復(fù)雜的線(xiàn)蟲(chóng)甚至老鼠。基 因被 選擇性的用多種遺傳技術(shù)滅活，在此生物體上選擇性去除的效果被確定。通過(guò)這種方法去除基因，它對(duì)生物功能的貢獻(xiàn)就能夠被識(shí)別。功能基因組在評(píng)估和檢測(cè)新藥時(shí)十分有用。在另一種方法中，一整套基因被系統(tǒng)地滅活，人們就可以檢測(cè)其對(duì)特定細(xì)胞功能的 影響。這里，一個(gè)新的基因和其功能就同時(shí)被識(shí)別了?；蚪M(GENOME 一詞是1920年 Winkles從GENes和chromosOEs鑄成的，用 于描述生物的全部基因和染色體組成的概念。1986年美國(guó)科學(xué)家Thomas R

5、oderick提出了基因組學(xué)(Genomics指對(duì)所有基因進(jìn) 行基因組作圖(包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄本圖譜，核昔酸序列分析，基因定位 和 基因功能分析的一門(mén)科學(xué)。因此，基因組研究應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：以全基因組測(cè)序 為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué) (structural geno mics和以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)(functional genomics,又被稱(chēng)為后基因組(postgenome 研究。功能基因組學(xué)(Functuional genomics又往往被稱(chēng)為后基因組學(xué) (Pos tgenomics 它利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)在基因組或系 統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使得生物學(xué)研究從對(duì)單一基因或蛋白質(zhì)得研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。這是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入對(duì)基因組動(dòng)態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。研究?jī)?nèi)容包括基因功能發(fā)現(xiàn)、基因表達(dá)分析及突變檢測(cè)?；虻墓δ馨ǎ荷飳W(xué)功能，如作為蛋白質(zhì)激酶對(duì)特異蛋白質(zhì)進(jìn)行 磷酸化修飾；細(xì)胞 學(xué)功能，如參與細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞途徑；發(fā)育上功能，如參與形態(tài)建成等。采用 的手段包括經(jīng)典的減法雜交，差示篩選,cDNA代表差異分析以及mRNA差異顯示等，但 這些技術(shù)不能對(duì)基因進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，新的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生包括基