生命科學縱橫北交大遺傳學

生命科學縱橫北交大遺傳學第1頁/共110頁遺傳學第2頁/共110頁遺傳：生物世代間的延續(xù)變異：生物個體間的差異遺傳學：研究生物的遺傳與變異的學科遺傳學的概念第3頁/共110頁生殖和遺傳的細胞基礎遺傳的模式基因的分子生物學基因調控DNA技術遺傳學與健康：遺傳性疾病本章內容第4頁/共110頁細胞繁殖完成什么任務細胞繁殖，或細胞分裂（celldivision）：（1）細胞分裂取代損失的或被破壞的細胞，保持著成長個體的細胞總數(shù)相對穩(wěn)定。例如，你的身體內，每秒鐘就有數(shù)百萬個細胞必須分裂，以保持細胞總數(shù)約為6×1013個。（2）生長。對于單細胞生物，它是無性生殖的方式。對于多細胞生物，它使得一個細胞能夠成長為一個生物體。第5頁/共110頁將基因從細胞轉移到細胞：

細胞分裂時，所產生的兩個“子”細胞通常在遺傳上是完全相同的，與“親代”的細胞也是完全相同的。細胞繁殖完成什么任務第6頁/共110頁生物的生殖：無性生殖：不包括卵被精子受精的過程。單親及其后代都有完全相同的基因。有性生殖：需要精子給卵子受精。減數(shù)分裂。第7頁/共110頁細胞周期和有絲分裂一些哺乳動物細胞中染色體的數(shù)量染色體：細胞分裂的主要演員第8頁/共110頁真核細胞的周期。即一系列有順序的事件，從細胞首次出現(xiàn)起直到分裂為止。細胞周期第9頁/共110頁減數(shù)分裂—有性生殖的基礎Likebegetslike.嚴格地講，“相似相生”僅適用于無性生殖。無性生殖中，后代遺傳了單親的全部DNA，是單親的確切的遺傳復制品，后代彼此之間也是復制品，它們的外貌非常相似。第10頁/共110頁減數(shù)分裂—有性生殖的基礎有性生殖的每一個后代遺傳的是雙親的基因的一種獨特的組合，而基因的這種組合又編碼一種獨特的性狀的組合。結果是，有性生殖可以在后代中產生極多的變異。有性生殖決定于減數(shù)分裂和受精作用的細胞過程。第11頁/共110頁同源染色體成對的同源染色體第12頁/共110頁配子和有性生物的生命周期人的生命周期第13頁/共110頁減數(shù)分裂如何使染色體數(shù)目減半減數(shù)分裂過程第14頁/共110頁減數(shù)分裂I中期染色體不同排列的結果例子：二倍體生物4條染色體可遺傳的變異的起源染色體的自由組合第15頁/共110頁可遺傳的變異的起源染色體的自由組合：配子的數(shù)目/2n,其中的n為單倍體的數(shù)目。（223/800萬種）隨機受精：800萬×800萬﹦64×1012交換（crossingover）：在減數(shù)分裂的前期I中發(fā)生的兩條同源染色體間的交換，同源染色體單體片段的交換使得由有性生殖所產生的變異性又增多了。第16頁/共110頁減數(shù)分裂中交換的結果第17頁/共110頁當減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤時唐氏綜合征（Downsyndrom，因1866年首次描述此病癥的JohnLangdonDown而得名）：額外的21染色體。21三體和唐氏綜合征第18頁/共110頁當減數(shù)分裂出現(xiàn)錯誤時大多數(shù)情況下，染色體數(shù)目不正常的胚胎會在出生之前很早就自然流產。每700個出生嬰兒中大約有一個為21三體，它是美國最常見的染色體數(shù)目異常和最常見的嚴重新生兒缺陷。唐氏綜合征的患者壽命通常較正常人的短。第19頁/共110頁母親體內發(fā)生了不分離后的受精作用？什么會引起21三體減數(shù)分裂中的意外事故如何影響染色體數(shù)目第20頁/共110頁遺傳的模式可遺傳的變異和遺傳模式孟德爾定律的擴展遺傳的染色體基礎性染色體和性連鎖基因第21頁/共110頁可遺傳的變異和遺傳模式喬治·孟德爾。1866年孟德爾發(fā)表的論文中指出，親代將決定遺傳性狀的顆粒性（discrete）因子傳遞給子代。他還強調說，不管如何混雜和暫時的遮蓋，遺傳因子（基因）在各代間保持各自的特性。第22頁/共110頁豌豆花的結構。圖中的豌豆花除去了一片花瓣，以顯示豌豆的生殖器官——雄蕊和心皮。心皮產生卵細胞，雄蕊產生花粉，花粉內含有精子。第23頁/共110頁孟德爾豌豆的異花授粉方法。①孟德爾在雄蕊產生花粉前除去雄蕊，防止自花授粉。除去雄蕊的植株作為實驗用母本。②將另一株的花粉蘸到母本植株的心皮上進行異花授粉。③人工授粉后，心皮發(fā)育為豆莢，里面有豌豆種子。④種子種下后，成長為子代植株。第24頁/共110頁概率法則概率的范圍從0到1。必然事件的發(fā)生概率為1，不可能事件的發(fā)生概率為0。一個事件所有可能結果的概率之和為1。復合事件的概率等于獨立事件概率的乘積——兩枚硬幣都向上的概率為：1/2×1/2＝1/4，這稱為乘法法則（ruleofmultiplication）。遺傳學與拋硬幣具有同樣的規(guī)律。第25頁/共110頁等位基因分離和受精都是概率事件第26頁/共110頁把概率法則應用于分離定律和自由組合定律，可以解決許多復雜的遺傳學問題。AaBbCc→aabbcc?（1）Aa×Aa：子代為aa的概率為1/4（2）Bb×Bb：子代為bb的概率為1/4（3）Cc×Cc：子代為cc的概率為1/4（4）aabbcc：1/4×1/4×1/4=1/64我們可以通過64棋盤格得到三因子雜交同樣的結論，但繪制棋盤格不僅浪費時間，而且會占很大的篇幅。概率法則第27頁/共110頁家族系譜遺傳學上，顯性并不意味著表型正?；虮入[性表型出現(xiàn)的幾率大；野生型（自然界中最常見）性狀并不一定是由顯性基因控制的。在遺傳學上，顯性是指帶有顯性基因的雜合體（Aa）表現(xiàn)出的性狀，而隱性基因的表型僅在純合（aa）時才表現(xiàn)出來。人類的隱性性狀更為常見，例如無雀斑者占多數(shù)。家族樹—家族系譜是了解人類性狀遺傳方式的主要方法。第28頁/共110頁美國Martha’sVineyard島上耳聾遺傳的家族系譜。字母D代表聽力正常等位基因，d表示控制耳聾的隱性等位基因，家系中首位耳聾患者是JonathanLambert。帶有單個隱性致病基因拷貝的個體并不表現(xiàn)癥狀，稱為該疾病的攜帶者（carrier）。第29頁/共110頁單基因控制的人類遺傳病人們目前發(fā)現(xiàn)的單基因座位控制的、以顯隱性方式遺傳的人類疾病已有一千多種。隱性疾?。喊谆?、囊性纖維化、半乳糖血、鐮狀細胞病顯性疾病：軟骨發(fā)育不全、阿爾茨海默氏病、高膽固醇血癥第30頁/共110頁單基因控制的人類遺傳病隱性遺傳?。喝祟惔蠖鄶?shù)的遺傳病是隱性基因控制的，引發(fā)的疾病從危險性不大的白化?。ㄈ鄙偕兀┑街滤佬约膊〔灰?。雙親都是隱性疾病攜帶者時，預測子代的情況第31頁/共110頁顯性遺傳病:盡管多數(shù)有害等位基因是隱性的，但人類有些疾病是由顯性等位基因引起的。顯性的致死等位基因實際上遠比隱性的少，其中一個原因是，雜合體不可能攜帶顯性致死等位基因而不受其影響。然而，顯性致死等位基因如果在中年前不引起死亡，該基因就可以保留下來。到癥狀表現(xiàn)明顯時，早已將致死性基因傳給子代（亨廷頓氏?。?。單基因控制的人類遺傳病第32頁/共110頁孟德爾定律的擴展植物和人的不完全顯性復等位基因和血型基因多效性和鐮狀細胞貧血病多基因遺傳環(huán)境的作用第33頁/共110頁控制ABO血型的復等位基因復等位基因和血型第34頁/共110頁血型復等位基因和血型第35頁/共110頁許多情況下，一個基因會影響幾個性狀，這種單個基因影響多個性狀的現(xiàn)象稱為基因的多效性。鐮狀細胞貧血病等位基因的直接效應是使紅細胞形成異常的血紅蛋白分子。當血液中氧濃度因為海拔太高、過度勞累或呼吸道疾病而低于正常值時，異常的血紅蛋白分子會形成結晶，并使紅細胞變形為帶有鋸齒狀邊緣的鐮刀狀?；蚨嘈院顽牋罴毎氀〉?6頁/共110頁在美國，鐮狀細胞貧血病在黑人中是十分常見的遺傳病，美籍非洲孩子中每500人就有1人患病，10個美籍非洲人中約有1個是雜合體。非洲熱帶地區(qū)，鐮狀細胞貧血病十分流行，致死性疾病的瘧疾也十分猖獗。貧血病基因攜帶者不會感染瘧疾，在非洲大部分地區(qū)，他們的壽命一般比易感瘧疾的非攜帶者要長。從進化的角度而言，只要瘧疾仍然具有危害性，鐮狀細胞貧血病等位基因個體就會有選擇優(yōu)勢?；蚨嘈院顽牋罴毎氀〉?7頁/共110頁膚色的多基因控制模型多基因遺傳多基因遺傳是指許多性狀是兩個或多個基因的累加效應作用于同一表型。第38頁/共110頁由于環(huán)境因素，單卵雙生也會有很大不同。環(huán)境的作用人的許多特性是遺傳和環(huán)境的共同產物。眼睛的顏色：幾乎完全是由遺傳決定的。身高：有很大的環(huán)境成分。指甲的長短、音樂的愛好等：大概與遺傳無關而完全是環(huán)境的影響。第39頁/共110頁遺傳的染色體基礎遺傳的染色體學說認為，基因定位于染色體上，減數(shù)分裂和受精過程中染色體的行為可以解釋遺傳的模式。實際上，正是染色體在減數(shù)分裂過程中的自由組合和分離解釋了孟德爾定律。第40頁/共110頁連鎖基因和交換。染色體上座位很近的基因稱為連鎖基因（linkedgenes），連鎖基因可以一起遺傳?；蜻B鎖第41頁/共110頁連鎖基因和交換。重組后代占總體的百分率稱為重組頻率，染色體上的兩個基因間的距離越遠，它們之間交換的頻率就越高。第42頁/共110頁托馬斯·摩爾根實驗和結果遺傳重組：交換和連鎖圖第43頁/共110頁交換能產生重組配子第44頁/共110頁性染色體和性連鎖基因人和果蠅的性別決定性連鎖基因人類的性連鎖疾病第45頁/共110頁人類的性別決定。Y染色體上的SRY基因能夠刺激睪丸的發(fā)育。人和果蠅的性別決定第46頁/共110頁基因的分子生物學DNA的結構和復制從DNA到RNA再到蛋白質的遺傳信息流病毒：包裝的基因第47頁/共110頁DNA多核苷酸的結構。多核苷酸形成核苷酸鏈，每個核苷酸包括含氮堿基、糖鏈和磷酸基團三部分。DNA的結構和復制第48頁/共110頁雙螺旋的發(fā)現(xiàn)。（a）JamesWatson（左）和FrancisCrick利用Franklin的資料推測DNA螺旋是兩條互相纏繞的多聚核苷酸鏈，分子內部存在堿基對形成的氫鍵。（b）RosalindFranklin所做的X射線晶體衍射實驗揭示了DNA分子的螺旋本質。第49頁/共110頁雙螺旋的繩梯模型。兩邊的繩子代表糖-磷酸骨架，每層梯級表示一對堿基形成的氫鍵。第50頁/共110頁DNA復制的模板模型第51頁/共110頁真核細胞內的遺傳信息流：回顧從DNA到RNA再到蛋白質的遺傳信息流第52頁/共110頁基因型和表型生物體的基因型，即遺傳組成，是指DNA上堿基的排列順序；表型是生物體的獨特特征，它的分子基礎是不同功能的蛋白質，比如，結構蛋白可以輔助生物體的組建，酶具有催化代謝的活性?！耙粋€基因指導某種特異酶的合成”→“一個基因—一種蛋白質”→“一個基因—一條多肽鏈”。第53頁/共110頁密碼子的轉錄和翻譯從核苷酸序列到氨基酸序列第54頁/共110頁遺傳密碼遺傳密碼詞典（RNA密碼子）第55頁/共110頁轉錄轉錄的起始：DNA上起始轉錄的核苷酸序列稱為啟動子（promoter），定位在基因上游。RNA鏈的延伸：轉錄的第二個階段稱為延伸，RNA鏈在該階段延長。轉錄的終止：轉錄的第三個階段是終止，此時RNA聚合酶遇到DNA模板上的終止子（terminator）。第56頁/共110頁真核生物RNA的加工一類RNA的加工是在RNA端部添加額外的核苷酸，稱為帽（cap）和尾（tail）。防止細胞內酶的降解，有助于核糖體識別mRNA。另一類RNA加工是針對在真核生物中存在于編碼序列中的非編碼核苷酸序列。大部分基因都含有非編碼的核苷酸片段，人們稱之為內含子（intron）?；騼鹊木幋a區(qū)域（能夠表達的區(qū)域）稱為外顯子（exon）。在RNA離開細胞核前，需要將內含子剪切掉，使外顯子連接成連續(xù)的編碼序列，這一過程稱為RNA拼接（splicing）。第57頁/共110頁信使RNA（mRNA）轉移RNA（tRNA）核糖體翻譯:譯員第58頁/共110頁mRNA分子翻譯:過程

翻譯的三個階段：起始、延伸、終止第59頁/共110頁突變DNA上核苷酸序列的任何改變，都稱為突變（mutation）?；蛲蛔兛梢苑譃閮深悾簤A基置換和堿基插入或刪除。第60頁/共110頁突變突變的形成，即誘變過程具有多種方式。DNA復制錯誤和重組錯誤引起的突變，以及一些不明因素造成的突變，稱為自發(fā)突變。另一種突變是由物理和化學試劑，即誘變劑誘發(fā)的。第61頁/共110頁病毒：包裝的基因病毒在生命和非生命的分界線上。病毒像生物，有基因和有組織的結構，但又與生物不同，它沒有細胞，也不能靠自身繁殖。在許多情況下，病毒只是包裝著的基因，包裝在蛋白質外殼中的一點點核酸。病毒只有侵入活細胞時才能存活。第62頁/共110頁煙草花葉病毒植物病毒第63頁/共110頁流感(Flu)病毒動物病毒RNA病毒:引起傷寒、流行性腮腺炎、麻疹、艾滋病、脊髓灰質炎的病毒。DNA病毒：引起肝炎、水痘和皰疹的病毒。第64頁/共110頁病毒對身體的損傷程度，與身體免疫系統(tǒng)的應答速度和損傷組織的自我修復能力有一定的關系。對于造成永久損傷的病毒，一般采取疫苗防治的措施。抗生素類藥物可以治療細菌引起的感染，但是對病毒感染無效?？共《绢愃幬锏难兄七M展緩慢，因為很難找到一種殺死病毒而不殺死宿主細胞的方法。將來還得依靠遺傳學的研究尤其是分子生物學方面的進展，來尋求控制病毒的方法。第65頁/共110頁值得思考的問題：新病毒是怎樣出現(xiàn)的？現(xiàn)有病毒發(fā)生突變是主要原因?，F(xiàn)有病毒對新宿主物種的感染。必須注意：病毒性的疾病最初可能在一小群人中發(fā)病，然后突然傳播。第66頁/共110頁基因調控從卵到生物體：基因如何被調節(jié)以及為什么被調節(jié)基因表達的調控同源異型基因第67頁/共110頁不同的細胞類型有不同的基因嗎？體內的每一個體細胞都是從配子開始經過重復運轉的有絲分裂產生的。因為有絲分裂是準確地（或非常接近于準確地）復制基因組，所以你身體內的許多不同之類的細胞中，每一個都具有像合子中一樣的相同的DNA。第68頁/共110頁細胞為什么會變成彼此不一樣呢？具有相同遺傳信息的細胞能發(fā)育成結構和功能不同的細胞的唯一途徑就是基因活性被調節(jié)。調控機制必須以某種方式確定在特定細胞內某些基因被開啟而某些基因仍是關閉的。第69頁/共110頁基因表達的調控細菌中的基因表達真核細胞中基因的調節(jié)細胞質中的調控細胞信號轉導第70頁/共110頁大腸桿菌的lac操縱子。由編碼利用乳糖的酶的3個基因和2個控制序列，即啟動子和操縱基因共同組成。細菌中的基因表達第71頁/共110頁真核細胞中基因的調節(jié)調控DNA的包裝轉錄的起始DNA加工第72頁/共110頁X染色體失活：玳瑁貓毛皮上的斑紋。玳瑁色的基因在X染色體上，玳瑁色的表型要求有兩個不同的等位基因，一個是橙色毛的，另一個是非橙色（黑色）的。調控DNA的包裝第73頁/共110頁真核基因啟動的模型。與細菌的操縱子中的基因不同，每一個真核基因常常有它自身的啟動子和其他控制序列。阻遏物少見而激活因子（activator）常見，激活因子是與DNA結合而使基因開啟的蛋白質（激活因子使RAN聚合酶更易于與啟動子結合。）轉錄的起始第74頁/共110頁從同一個基因產生兩種不同的mRNA可變的RNA剪接方式是細胞對于某些基因的表達進行差別控制的一種方法。DNA加工第75頁/共110頁細胞中大分子的再循環(huán)細胞質中的調控mRNA的分解：mRNA分子的壽命是細胞調節(jié)其所產生的各種蛋白質的數(shù)量的重要因素。第76頁/共110頁有活性的胰島素分子的合成翻譯的調節(jié)蛋白質的變化蛋白質的分解第77頁/共110頁使基因開啟的細胞信號轉到途徑。多細胞生物體內細胞活動的協(xié)調依賴于細胞與細胞間的信號轉導，它幫助調節(jié)基因。細胞信號轉導第78頁/共110頁DNA技術重組DNA技術DNA指紋和法學基因組學人的基因治療安全和倫理問題第79頁/共110頁人類基因組計劃

（HumanGenomeProject，HGP）1、HGP簡介2、HGP的主要任務3、HGP對人類的重要意義4、HGP進展與未來5、我國對人類基因組計劃的貢獻6、后基因組時代第80頁/共110頁人類基因組計劃的啟動：人類基因組計劃是由美國科學家于1985年率先提出，于1990年正式啟動。美國、英國、法國、德國、日本和我國科學家共同參與了該計劃。目的是對30多億個堿基對構成的人類基因組精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。1、HGP簡介第81頁/共110頁人體基因組的特征1.人體基因組的大小:

人類DNA30億個堿基對的序列。2.人體基因組結構：

人體基因組中含有大量的重復順序和高度重復順序。非重復順序約只占總基因組的54-58％。

3.人體基因特征：基因數(shù)目為3-5萬；95％以上的基因含有內含子結構，平均外顯子數(shù)為7個；平均基因長度為16.3kb。第82頁/共110頁為什么選擇人類的基因組進行研究？人類是在“進化”歷程上最高級的生物認識自身掌握生老病死規(guī)律疾病的診斷和治療了解生命的起源在人類基因組計劃中，包括對五種生物基因組的研究：大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅和小鼠，稱之為人類的五種“模式生物”。第83頁/共110頁HGP的誕生1984年12月Utah州的Alta,WhiteR受美國能源部的委托，主持召開了一個小型會議，討論DNA重組技術的發(fā)展及測定人類整個基因組的DNA序列的意義。1985年6月，在美國加州舉行了一次會議，美國能源部提出了“人類基因組計劃”的初步草案。1986年6月，在新墨西哥州討論了這一計劃的可行性。隨后美國能源部宣布實施這一草案。1987年初，美國能源部與國家醫(yī)學研究院（NIH）為“人類基因組計劃”下?lián)芰藛咏涃M約550萬美元，1987年總額近1.66億美元。同時，美國開始籌建人類基因組計劃實驗室。1989年美國成立“國家人類基因組研究中心”。諾貝爾獎金獲得者J.Waston出任第一任主任。1990年，歷經5年辯論之后，美國國會批準美國的“人類基因組計劃”于10月1日正式啟動。美國的人類基因組計劃總體規(guī)劃是：擬在15年內至少投入30億美元，進行對人類全基因組的分析。第84頁/共110頁1990年，人類基因組計劃在美國正式啟動。1991年，美國建立第一批基因組研究中心。1993年，桑格研究中心在英國劍橋附近成立。1997年，法國國家基因組測序中心成立。1998年，中國在北京和上海設立國家基因組中心。1999年，中國獲準加入人類基因組計劃，承擔1％的測序任務。2000年，人類基因組“工作框架圖”和人類基因組工作草圖繪制成功。2001年2月，6國科學家聯(lián)合在學術期刊上發(fā)表人類基因組“工作框架圖”及初步分析結果。8月，人類基因組“中國卷”的繪制工作宣告完成。2003年，中、美、日、德、法、英等6國科學家宣布人類基因組序列圖繪制成功，人類基因組計劃的所有目標全部實現(xiàn)。已完成的序列圖覆蓋人類基因組所含基因區(qū)域的99%，精確率達到99.99%。2004年10月，人類基因組完成圖公布。2005年，人類X染色體測序工作基本完成，并公布了該染色體基因草圖。2006年10月，人類1號染色體，也是最后一條染色體的基因測序完成。2007年5月，美國“454生命科技公司”完成了沃森基因組測序的工作。沃森成為世界第一份完全破譯的“個人版”基因組圖譜的擁有者。2007年10月，我國科學家成功繪制完成第一個完整中國人基因圖譜（又稱“炎黃一號”），這也是第一個亞洲人全基因序列圖譜。HGP研究大事記第85頁/共110頁HGP的目的闡明人類基因組30億個堿基對的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因，并搞清其在染色體上的位置。破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。解碼生命和了解生命的起源，了解生命體生長發(fā)育的規(guī)律。認識種屬之間和個體之間存在差異的起因，認識疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現(xiàn)象，為疾病的診治提供科學依據(jù)。第86頁/共110頁遺傳圖譜物理圖譜轉錄圖譜序列圖譜2、HGP的主要任務第87頁/共110頁遺傳圖譜（geneticmap）--孟德爾的“新生”

也稱連鎖圖譜（linkagemap），指通過測量不同性狀一起遺傳的頻率而建立的反映基因遺傳效應的圖譜，即通過計算連鎖的遺傳標記的重組率，以重組率的大小反映遺傳標志間的相對距離繪制遺傳圖譜。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。多態(tài)性標記：第一代：限制性酶切片段長度多態(tài)性（RFLP）第二代：簡單序列長度多態(tài)性（SSLP）第三代：單核苷酸多態(tài)性（SNP）第88頁/共110頁

物理圖譜是采用分子生物學技術直接將DNA分子標記、基因或克隆標定在基因組的實際位置所構建的位置圖。

也就是指有關構成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統(tǒng)地排列出來。包括限制性酶切圖譜、DNA克隆片段重疊群圖、序列標簽圖以及表達基因的特征性序列標記圖等。物理圖譜是進行DNA分析和基因組結構研究的基礎。物理圖譜（physicalmap）--路標與路軌第89頁/共110頁限制性酶圖譜利用限制性內切酶繪制圖譜。對于DNA分子長度<50Kb的片段，一般沒有什么困難。對于>50Kb的DNA分子，可選用稀有內切酶位點酶切DNA。熒光原位雜交通過熒光標記的探針與DNA分子雜交，使染色體上的雜交信號（位置就是探針DNA在染色體上的圖譜位點）在顯微鏡下可直接觀察。序列標簽位點利用某一已知序列為標簽的位點(sequencetaggedsites，STS)作探針，與基因組DNA雜交，繪制物理圖譜。構建物理圖譜的三條途徑：第90頁/共110頁物理圖譜反應的是DNA序列上兩點之間的實際距離，而遺傳圖譜則反應這兩點之間的連鎖關系。在DNA交換頻繁的區(qū)域，兩個物理位置相距很近的基因或DNA片段可能具有較大的遺傳距離，而兩個物理位置相距很遠的基因或DNA片段則可能因該部位在遺傳過程中很少發(fā)生交換而具有很近的遺傳距離。

遺傳圖譜與物理圖譜的比較：第91頁/共110頁轉錄圖譜（transcriptionalmap）--生命的樂譜又稱表達圖譜（expressionmap），是一種根據(jù)細胞中可表達序列標簽（expressedsequencetags，EST）繪制的分子遺傳圖譜。轉錄圖譜是在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜。

表達序列標簽是指從cDNA文庫中隨機挑取克隆，用載體引物進行測序所獲得的部分cDNA的5′或3′端的核酸序列，一般長為300-500bp左右。轉錄圖譜是根據(jù)各編碼順序間距離繪成的特殊的物理圖譜，它直接指示了基因在染色體上的分布，是定位克隆的工具圖，為基因的功能研究提供了有價值的信息。第92頁/共110頁

對基因轉錄表達產物mRNA互補的cDNA進行大規(guī)模測序是序列標簽位點的主要來源，并以此構建人類基因組轉錄圖（基因圖）。第93頁/共110頁

序列圖譜是在遺傳圖譜和物理圖譜基礎上，精細分析各克隆的物理圖譜，將其切割成易于操作的小片段，構建YAC或BAC文庫，得到DNA測序模板，測序得到各片段的堿基序列，再根據(jù)重疊的核苷酸順序將已測定序列依次排列，獲得人類全基因組的序列圖譜。人類基因組計劃的最終目標是獲取人類基因組的完整DNA序列。隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。

序列圖譜（sequencemap）--重中之重第94頁/共110頁大規(guī)模測序基本策略逐個克隆法：對連續(xù)克隆系中排定的BAC克隆逐個進行亞克隆測序并進行組裝（公共領域測序計劃）全基因組鳥槍法：在一定作圖信息基礎上，繞過大片段連續(xù)克隆系的構建而直接將基因組分解成小片段隨機測序，利用超級計算機進行組裝（美國Celera公司）第95頁/共110頁

HGP對醫(yī)學的影響：發(fā)現(xiàn)新的致病基因。發(fā)展一些復雜疾病的早期基因診斷方法，如“腫瘤基因組解剖計劃”。通過基因治療解決傳統(tǒng)方法無法解決的疑難雜癥。疾病易感基因的識別及對風險人群進行生活方式、環(huán)境因子的干預。人類基因組多樣性與個體化醫(yī)學。3、HGP對人類的重要意義第96頁/共110頁所有的疾病，都可以說是基因病

“基因病”概念：基因相關論：所有疾病都與人類基因有關?；蛐揎椪摚核兴幬锒际峭ㄟ^修飾基因本身結構、改變基因的表達調控、影響基因產物的功能而起作用的。基因的外調性。基因的多態(tài)性。第97頁/共110頁人類疾病相關的基因是人類基因組中結構和功能完整性至關重要的信息。單基因?。?"定位克隆"和"定位候選克隆"的全新思路，導致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發(fā)現(xiàn)，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎。第98頁/共110頁多基因疾?。盒难芗膊?、腫瘤、糖尿病、神經精神類疾?。ɡ夏晷园V呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病，是目前疾病基因研究的重點。健康相關研究是人類基因組計劃的重要組成部分，并于1997年相繼提出了："腫瘤基因組解剖計劃"“環(huán)境基因組學計劃"第99頁/共110頁HGP對生物技術的影響：基因工程藥物：分泌蛋白（多肽激素，生長因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體。診斷和研究試劑產業(yè)：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物芯片、疾病和篩藥模型。對細胞、胚胎、組織工程的推動：胚胎和成年期干細胞、克隆技術、器官再造。第100頁/共110頁篩選新藥和藥物的靶點，分析藥理過程。進行藥物設計，對基因蛋白產物的高級結構分析、預測、模擬藥物作用“口袋”。個