医学遗传学第三章人类基因组学课件.ppt

1、医学医学 遗遗 传传 学学Medical GeneticsMedical GeneticsMedical GeneticsMedical Genetics2Medical GeneticsMedical Genetics3Medical GeneticsMedical Genetics4Medical GeneticsMedical Genetics5Medical GeneticsMedical Genetics6Medical GeneticsMedical Genetics7Medical GeneticsMedical Genetics8Medical GeneticsMedical

2、Genetics9 G A 1 5 3株蛋白基因簇株蛋白基因簇Medical GeneticsMedical Genetics10二、真核生物基因组结构与功能的特点二、真核生物基因组结构与功能的特点 1 1真核生物的基因组真核生物的基因组DNADNA都是双链线状的，都是双链线状的，并与蛋白质结合形成染色体，而且染色体数目往往并与蛋白质结合形成染色体，而且染色体数目往往不是一条，而是多条不是一条，而是多条 。2 2真核生物基因组除了配子真核生物基因组除了配子(精于和卵子精于和卵子)为为单倍体外，体细胞一般为双倍体，即含两份同源单倍体外，体细胞一般为双倍体，即含两份同源的基因组，而原核生物的基因组

3、则是单拷贝的。的基因组，而原核生物的基因组则是单拷贝的。Medical GeneticsMedical Genetics11 3 3真核基因组一般比较庞大，结构复杂，每一真核基因组一般比较庞大，结构复杂，每一DNADNA都具有许多复制起点，每个复制子大小也不一。都具有许多复制起点，每个复制子大小也不一。4 4 基因是基因是断裂基因断裂基因(split gene)(split gene)，即编码序列被即编码序列被非编码序列分隔开来。非编码序列分隔开来。5 5 结 构 基 因 的 转 录 产 物 为 结 构 基 因 的 转 录 产 物 为 单 顺 反 子单 顺 反 子(monocistronmon

4、ocistron)，即一分子，即一分子mRNAmRNA只能翻译成一种蛋只能翻译成一种蛋白质。但由于存在不同的剪接机制，所以转录的最白质。但由于存在不同的剪接机制，所以转录的最终产物可以不同。终产物可以不同。Medical GeneticsMedical Genetics12 6 6真核生物基因组中含有大量真核生物基因组中含有大量重复顺序重复顺序和和基因基因家族家族。7 7真核生物基因组内非编码的顺序真核生物基因组内非编码的顺序(non-coding(non-coding sequencesequence，NCS)NCS)占占9090以上，远远多于编码区。以上，远远多于编码区。8 8真核生物基因

5、组内功能相关的基因构成各种真核生物基因组内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，但即使串联在一起的成簇的基因也是分别转录的。使串联在一起的成簇的基因也是分别转录的。Medical GeneticsMedical Genetics13 9 9真核生物基因组中也存在一些真核生物基因组中也存在一些可移动的遗传可移动的遗传因子因子(mobile genetic elements(mobile genetic elements)，这些，这些 DNADNA片段并无片段并无明显生物学功能，似乎为自己的目的而组织，故有明显生物学功能，似乎

6、为自己的目的而组织，故有自自私私DNA(selfishDNA(selfish DNA)DNA)之称，其移动多被之称，其移动多被RNARNA介导，如介导，如在哺乳动物及人类基因组中发现的逆转座子，也有被在哺乳动物及人类基因组中发现的逆转座子，也有被DNADNA介导的，如在果蝇中发现的介导的，如在果蝇中发现的DNADNA转座子转座子。1010真核生物除核基因组外，还有真核生物除核基因组外，还有细胞器基因组细胞器基因组，而且细胞器基因组对生命是必须的，不像原核生物，而且细胞器基因组对生命是必须的，不像原核生物质粒质粒DNADNA基因组对细菌的生存不是必须的。基因组对细菌的生存不是必须的。Medica

7、l GeneticsMedical Genetics14人类基因组组成人类基因组组成Medical GeneticsMedical Genetics15线粒体基因组（线粒体基因组（mtDNAmtDNA）双链环状，自主复制，多拷贝；双链环状，自主复制，多拷贝；基因排列紧凑，几无内含子，基因之间间隔极基因排列紧凑，几无内含子，基因之间间隔极短、无间隔甚至重叠；短、无间隔甚至重叠；高效转录高效转录,缺少终止密码子缺少终止密码子,仅以仅以U U或或UAUA结尾；结尾；突变率高，缺乏修复能力；突变率高，缺乏修复能力；母系遗传；母系遗传；部分密码子不同于核内部分密码子不同于核内DNADNA的密码子的密码子

8、双链环状双链环状DNADNA，16569bp16569bp长，能自主复制，共含有长，能自主复制，共含有3737个基个基因，其中因，其中1313个蛋白质基因、个蛋白质基因、2 2个个rRNArRNA基因和基因和2222个个tRNAtRNA基因。某基因。某些神经系统和神经肌肉系统疾病可能与些神经系统和神经肌肉系统疾病可能与mtDNAmtDNA基因突变有关。基因突变有关。mtDNAmtDNA的特点的特点:Medical GeneticsMedical Genetics16第二节第二节 人类基因组学人类基因组学 人类基因组计划是美国科学家于人类基因组计划是美国科学家于19851985年率先提年率先提出

9、的，旨在阐明人类基因组出的，旨在阐明人类基因组3030亿个碱基对的序列，亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。全面地认识自我。计划于计划于19901990年正式启动，这一价值年正式启动，这一价值3030亿美元的亿美元的计划的目标是，为计划的目标是，为3030亿个碱基对构成的人类基因组亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质精确测序，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。及其作用。Medic

10、al GeneticsMedical Genetics17自然科学史上的三大计划自然科学史上的三大计划Medical GeneticsMedical Genetics18一、一、HGPHGP的目标与任务的目标与任务 人类基因组计划的最终目的人类基因组计划的最终目的是破译人类是破译人类DNADNA分分子中核苷酸的全部顺序以建立人类遗传物质的全套子中核苷酸的全部顺序以建立人类遗传物质的全套信息数据库，为从整体上揭示人类发生、发育、衰信息数据库，为从整体上揭示人类发生、发育、衰老、死亡和疾病的奥秘提供最基本的数据。老、死亡和疾病的奥秘提供最基本的数据。任务在任务在于在制图的基础上测序，最后获得于在制

11、图的基础上测序，最后获得四张图四张图谱（遗传图、物理图、转录图、序列图）谱（遗传图、物理图、转录图、序列图），这四张，这四张图组成人类不同层次的、分子水平的图组成人类不同层次的、分子水平的“第二张解剖第二张解剖图图”，成为人类认识自我的新的知识源泉。，成为人类认识自我的新的知识源泉。遗传图遗传图物理图物理图转录图转录图序列图序列图Medical GeneticsMedical Genetics19（一）遗传图（一）遗传图 遗传图遗传图(genetic map)(genetic map)又称又称连锁图连锁图(linkage map)(linkage map)。以具有以具有遗传多态性遗传多态性的的

12、遗传标记遗传标记(genetic marker)(genetic marker)为路标为路标,以遗传学距离为图距绘制的基因组图。以遗传学距离为图距绘制的基因组图。遗传多态性遗传多态性(polymophismpolymophism)为在某个遗传位点上为在某个遗传位点上具有一个以上的等位基因具有一个以上的等位基因,且其在群体中出现的频率且其在群体中出现的频率均高于均高于1%1%。遗传学距离遗传学距离则是指在减数分裂事件中则是指在减数分裂事件中,两个位点两个位点之间进行交换、重组的百分率之间进行交换、重组的百分率,并规定并规定1%1%的重组率为的重组率为1 1(centiMorgancentiMor

13、gan,厘摩厘摩)。Medical GeneticsMedical Genetics20 多态性标志多态性标志第一代：第一代：限制性酶切片段长度多态性（限制性酶切片段长度多态性（restriction restriction fragment length fragment length polymophismpolymophism，RFLPRFLP）第二代：第二代：简单序列长度多态性（简单序列长度多态性（simple sequence simple sequence length length polymophismpolymophism，SSLPSSLP）第三代：第三代：单个核苷酸多态性（

14、单个核苷酸多态性（sequence tagged sitesequence tagged site，SNPSNP）Medical GeneticsMedical Genetics21（二）物理图（二）物理图（physical map physical map）以一段已知核苷酸序列的以一段已知核苷酸序列的DNADNA片段为标记片段为标记,以以MbMb或或KbKb作为图距绘制的基因组图，称为作为图距绘制的基因组图，称为物理图物理图(physical map)(physical map)。该。该DNADNA片段称片段称序列标记位置序列标记位置(sequence tagged sitesequence

15、 tagged site，STSSTS)。物理图的意义在于物理图的意义在于STSSTS可把经典遗传学与细胞可把经典遗传学与细胞遗传学的位点信息转化为基因组位点的物理信息，遗传学的位点信息转化为基因组位点的物理信息，基于基于STSSTS位点信息的相连片段群又提供了研究区域位点信息的相连片段群又提供了研究区域的实验材料，以这些片段的材料便可进行该区域的的实验材料，以这些片段的材料便可进行该区域的基因组研究或在该区域寻找新基因。基因组研究或在该区域寻找新基因。Medical GeneticsMedical Genetics22（三）转录图（三）转录图 转录图（转录图（transcription ma

16、ptranscription map）将最终成为基因将最终成为基因图，就是在人类基因组中鉴别出占据图，就是在人类基因组中鉴别出占据2%2%长度的全长度的全部基因的位置、结构与功能。部基因的位置、结构与功能。把把mRNAmRNA先分离、定位，再转录成先分离、定位，再转录成cDNAcDNA，这，这就构成一张人类基因的转录图，就构成一张人类基因的转录图，cDNAcDNA片段又称片段又称表表达序列标签达序列标签(exprossedexprossed sequence tag sequence tag，EST)EST)，因此转，因此转录图也称为录图也称为表达序列图表达序列图。由于由于cDNAcDNA具有

17、组织、生理与发育阶段的特异具有组织、生理与发育阶段的特异性，因此性，因此ESTEST除提供序列信息外，同时也提供了该除提供序列信息外，同时也提供了该基因表达的组织、生理状况与发育阶段的信息。基因表达的组织、生理状况与发育阶段的信息。Medical GeneticsMedical Genetics23（四）序列图（四）序列图 序列图（序列图（sequence mapsequence map）人类基因组的核苷酸人类基因组的核苷酸序列图也就是分子水平的最高层次的、最详尽的物序列图也就是分子水平的最高层次的、最详尽的物理图。理图。基因组全序列图基因组全序列图实际上是一个实际上是一个“代表性人类个体代表

18、性人类个体”的序列图，因为所有人类基因个体的基因位点都是的序列图，因为所有人类基因个体的基因位点都是相同的相同的,不同族种、个体的基因差异不同族种、个体的基因差异,以及正常与以及正常与致病致病基因的差异基因的差异,只是同一位点上的等位基因的差异。只是同一位点上的等位基因的差异。测定的总长度约为测定的总长度约为1 1米，由米，由3030多亿核苷酸组成的多亿核苷酸组成的序列图是人类基因组计划中最为明确、最为艰巨的序列图是人类基因组计划中最为明确、最为艰巨的定量、定质（准确性）、定时的任务。定量、定质（准确性）、定时的任务。Medical GeneticsMedical Genetics24HGPH

19、GP将给人类带来的好处将给人类带来的好处 1 1、将带动一场医学革命、将带动一场医学革命 用基因图谱看病用基因图谱看病 基因药物治病基因药物治病 基因检测预防隐患基因检测预防隐患 基因治疗疾病基因治疗疾病2 2、获取了操纵生命的工具、获取了操纵生命的工具 控制生命的孕育控制生命的孕育优生优育优生优育 延长人的寿命延长人的寿命 选择最佳生活环境选择最佳生活环境3 3、得以进行精确的个体鉴定、得以进行精确的个体鉴定 基因身份证基因身份证 生物考古生物考古4 4、将带来、将带来巨大的商机巨大的商机 生物制药生物制药 器官培植器官培植二、二、HGPHGP对人类的影响对人类的影响Medical Gene

20、ticsMedical Genetics25HGP HGP 可能给人类带来的隐患可能给人类带来的隐患 社会平等与社会平等与基因歧视基因歧视 科技进步与科技进步与基因技术滥用基因技术滥用 社会公正与社会公正与基因成果利益的均等分配基因成果利益的均等分配 技术的不确定性和技术的不确定性和基因安全基因安全Medical GeneticsMedical Genetics26三、后基因组时代三、后基因组时代 后基因组计划后基因组计划(post-genome project)(post-genome project)还包括人还包括人类基因组多样性计划、比较基因组学、工业基因组类基因组多样性计划、比较基因组

21、学、工业基因组学、药物基因组学、疾病基因组学以及蛋白质组学学、药物基因组学、疾病基因组学以及蛋白质组学等方面。等方面。HGPHGP基本目标与任务只是一个以测序为主的基本目标与任务只是一个以测序为主的结构基因组学结构基因组学研究，随着该目标的实现，研究，随着该目标的实现，“生物生物信息学信息学(bioinformatics)(bioinformatics)”、“功能基因组学功能基因组学”、“蛋白质组学蛋白质组学”兴起，兴起，HGPHGP研究的重心逐步由结构研究的重心逐步由结构向功能转移，即基因组功能信息的提取、鉴定和向功能转移，即基因组功能信息的提取、鉴定和开发利用，以及与此相关的数据资料和技术

22、手段开发利用，以及与此相关的数据资料和技术手段的储存和使用。的储存和使用。Medical GeneticsMedical Genetics27基因组时代的基因组时代的“钓鱼钓鱼”和后基因组时代的和后基因组时代的“捞鱼捞鱼”Medical GeneticsMedical Genetics28结构基因组学结构基因组学 高通量的蛋白质三维结构分析，为蛋高通量的蛋白质三维结构分析，为蛋白质的功能研究和药物设计提供基础白质的功能研究和药物设计提供基础Medical GeneticsMedical Genetics29 比较基因组学（比较基因组学（comparative genomicscomparati

23、ve genomics）是指）是指在基因组的层次上，比较不同基因组之间的异同。在基因组的层次上，比较不同基因组之间的异同。比较基因组学比较基因组学 HGPHGP的启动意味着比较基因组的问世的启动意味着比较基因组的问世,致病基因致病基因的鉴定、肿瘤的鉴定、肿瘤表达图表达图的构建，及不同组织、不同时的构建，及不同组织、不同时间的间的基因图基因图的构建，都已属于比较基因组的范畴。的构建，都已属于比较基因组的范畴。Medical GeneticsMedical Genetics30 工业基因组学（工业基因组学（industrial genomicsindustrial genomics）将是本世将是本

24、世纪的支柱工业之一，是研究基因组学的工业应用的纪的支柱工业之一，是研究基因组学的工业应用的学科。学科。工业基因组学工业基因组学 作为作为动物反应器动物反应器来生产人类生物制品的转基因来生产人类生物制品的转基因猪、牛、鸡都已问世。能够提供人体器官的猪、牛、鸡都已问世。能够提供人体器官的转基因转基因动物动物已在实验室进行尝试。已在实验室进行尝试。在基因组层次上改良原有的遗传结构来在基因组层次上改良原有的遗传结构来培育新培育新的动、植物品种的动、植物品种也已取得可喜的进展。可以预料，也已取得可喜的进展。可以预料，在本世纪里，新的食品、药品将越来越多地打上基在本世纪里，新的食品、药品将越来越多地打上基

25、因组学的印记。因组学的印记。Medical GeneticsMedical Genetics31 是研究药物人体作用的遗传分布，以满足临是研究药物人体作用的遗传分布，以满足临床需要。床需要。药物基因组学（药物基因组学（pharmacogenomicspharmacogenomics）疾病诊断疾病诊断药物药物1 1药物药物2 2药物药物3 3疾病诊断疾病诊断药物药物1 1药物药物2 2药物药物3 3药物敏感性测定药物敏感性测定目前的疾病治疗目前的疾病治疗将来的疾病治疗将来的疾病治疗Medical GeneticsMedical Genetics生命科学技术系32 主要任务是分离重要疾病的致病基因

26、与相关基主要任务是分离重要疾病的致病基因与相关基因，以及确定其发病机制。因，以及确定其发病机制。我国许多疾病的发生与西方人群存在差别，肝癌我国许多疾病的发生与西方人群存在差别，肝癌、鼻咽癌、食管癌的发生率明显高于西方；、鼻咽癌、食管癌的发生率明显高于西方；1 1型糖尿型糖尿病发生率明显低于西方。这些差别表明，除环境外，病发生率明显低于西方。这些差别表明，除环境外，遗传因素也有重要作用。近年来，心血管病、糖尿病遗传因素也有重要作用。近年来，心血管病、糖尿病、老年痴呆症、精神分裂症等多基因病的发生率在中、老年痴呆症、精神分裂症等多基因病的发生率在中国不断增高，在大城市已接近西方水平。国不断增高，在

27、大城市已接近西方水平。利用这些疾病遗传资源，分离在我国发生率高、利用这些疾病遗传资源，分离在我国发生率高、危害性大的重要疾病的致病基因或相关易感基因将是危害性大的重要疾病的致病基因或相关易感基因将是今后医学研究的重点。今后医学研究的重点。疾病基因组学疾病基因组学(morbid genomics)(morbid genomics)Medical GeneticsMedical Genetics33 蛋白质组学（蛋白质组学（proteomicsproteomics）研究细胞或组织研究细胞或组织中基因组所表达的全部蛋白质，尤其是不同生命中基因组所表达的全部蛋白质，尤其是不同生命时期，或正常、或疾病或

28、给药前后的全部蛋白质时期，或正常、或疾病或给药前后的全部蛋白质的变化。的变化。后基因组研究的进展将为医学发展提供的线索后基因组研究的进展将为医学发展提供的线索和机遇，从基因表达谱的变化、细胞内和机遇，从基因表达谱的变化、细胞内信号转导信号转导过过程异常等角度认识疾病将是医学发展中的重要变化程异常等角度认识疾病将是医学发展中的重要变化。后基因组后基因组研究将对各种疾病的发生机制做出最终研究将对各种疾病的发生机制做出最终的解释，也将在各个层次和水平上为疾病的诊治提的解释，也将在各个层次和水平上为疾病的诊治提供新的线索。供新的线索。蛋白质组学蛋白质组学Medical GeneticsMedical

29、Genetics第三节第三节 致病基因遗传分析技术致病基因遗传分析技术 一、基因定位（一、基因定位（gene mappinggene mapping）就是用一定方法，将各个基因确定到就是用一定方法，将各个基因确定到染色体的实际位置。染色体的实际位置。Medical GeneticsMedical Genetics 工作历史工作历史 主要方法主要方法 连锁分析（连锁分析（linkage analysislinkage analysis）体细胞杂交（体细胞杂交（somatic cell hybridizationsomatic cell hybridization）原位杂交（原位杂交（hybrid

30、ization in situhybridization in situ）放射杂种（放射杂种（radiation hybridradiation hybrid）计算机识别（计算机识别（computer identifycomputer identify）Medical GeneticsMedical Genetics1连锁分析 同一条染色体上的不同基因呈线性连锁同一条染色体上的不同基因呈线性连锁关系，在减数分裂后，结合家系分析，可鉴关系，在减数分裂后，结合家系分析，可鉴定子代中的重组体，通过重组值计算，可推定子代中的重组体，通过重组值计算，可推断待定位基因与已定位基因间的连锁关系和断待定位基因

31、与已定位基因间的连锁关系和遗传距离，而实现基因定位。遗传距离，而实现基因定位。Medical GeneticsMedical Genetics两个基因如非连锁，则重组值两个基因如非连锁，则重组值=50%=50%，即随机，即随机组合。组合。减数分裂减数分裂产生配子产生配子发生交换发生交换A Ab ba aB BA Ab ba aB BA AB BA AB Ba ab ba ab ba ab ba aB BA AB BA Ab b两个基因如连锁，则重组值两个基因如连锁，则重组值50%50%，且重组，且重组值与遗传距离成正比。值与遗传距离成正比。Medical GeneticsMedical Gen

32、etics2.体细胞杂交 人人/鼠融合细胞的特点：鼠融合细胞的特点：融合细胞兼有有双亲细胞染色体，但鼠一融合细胞兼有有双亲细胞染色体，但鼠一方染色体一般全部保留，而人一方染色体方染色体一般全部保留，而人一方染色体在细胞增殖过程中优先丢失，以至最后仅在细胞增殖过程中优先丢失，以至最后仅剩少数几条，乃至剩少数几条，乃至1 1条人染色体。结合染色条人染色体。结合染色体显带和生化分析技术，可把某些生化性体显带和生化分析技术，可把某些生化性状决定基因定位在保留的一条染色体上。状决定基因定位在保留的一条染色体上。Medical GeneticsMedical Genetics杂种细胞克隆嵌板杂种细胞克隆嵌

33、板杂种克隆杂种克隆 保留的人类染色体保留的人类染色体 1 12 23 34 45 56 67 78 8A A+B B+C C+Medical GeneticsMedical Genetics 3.原位杂交 是核酸分子杂交技术在基因定位中的应用。用经是核酸分子杂交技术在基因定位中的应用。用经放射性同位素标记的探针，同染色体标本载玻片上放射性同位素标记的探针，同染色体标本载玻片上原位变性的染色体原位变性的染色体DNADNA进行分子杂交，通过放射自进行分子杂交，通过放射自显影来检测与探针杂交结合的染色体同源序列，依显影来检测与探针杂交结合的染色体同源序列，依据放射性探针在染色体上的显影位置进行基因定

34、位。据放射性探针在染色体上的显影位置进行基因定位。Medical GeneticsMedical Genetics 荧光原位杂交荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISHFISH）用荧光素标记的探针与标本玻片上的染色体用荧光素标记的探针与标本玻片上的染色体DNADNA进行分子杂交。根据荧光信号在染色体上进行分子杂交。根据荧光信号在染色体上的位置进行基因定位。的位置进行基因定位。Medical GeneticsMedical Genetics4.4.计算机分析计算机分析 用计算机识别序列图中的信号序列，并将用计算机识别序列图中的信号序列，并将计算

35、机识别的结果同用其他技术方法基因定位计算机识别的结果同用其他技术方法基因定位的结果相比较，可以帮助我们更科学地估算人的结果相比较，可以帮助我们更科学地估算人类基因组中基因的数量。类基因组中基因的数量。Medical GeneticsMedical Genetics二、基因克隆（二、基因克隆（gene cloninggene cloning）是从基因组中把某一基因用一定方法是从基因组中把某一基因用一定方法分离出来，以便进行单一基因精细结构分离出来，以便进行单一基因精细结构和功能的研究和功能的研究。基因克隆的三种策略：功能克隆（功能克隆（functional functional cloninsc

36、lonins）定位克隆（定位克隆（positional positional cloninsclonins）候选克隆（候选克隆（cardidatecardidate cloninsclonins）Medical GeneticsMedical Genetics1.1.功能克隆功能克隆根据目的遗传性状的特征，分析决定基因的根据目的遗传性状的特征，分析决定基因的功能，推测有关蛋白质。功能，推测有关蛋白质。分析纯化这一蛋白质，并测出部分氨基酸顺分析纯化这一蛋白质，并测出部分氨基酸顺序。序。根据遗传密码推测可能的根据遗传密码推测可能的mRNAmRNA序列。序列。设计相应的寡核苷酸探针，杂交筛选设计相应

37、的寡核苷酸探针，杂交筛选cDNAcDNA或基因组或基因组DNADNA文库，最终获得决定基因的文库，最终获得决定基因的基因克隆。基因克隆。Medical GeneticsMedical Genetics2.定位克隆收集目的遗传病的家系，选择遗传标记进收集目的遗传病的家系，选择遗传标记进行连锁分析，建立目的遗传病与基因组中某行连锁分析，建立目的遗传病与基因组中某染色体区域中遗传标记的连锁关系。染色体区域中遗传标记的连锁关系。根据这一位置信息，将遗传图中初步确定根据这一位置信息，将遗传图中初步确定的位置，转变成物理图中相应区域的的位置，转变成物理图中相应区域的DNADNA“邻接克隆群邻接克隆群”。M

38、edical GeneticsMedical Genetics从相应区域的从相应区域的“邻接克隆群邻接克隆群”中筛选可表达中筛选可表达的结构基因，作为候选基因；的结构基因，作为候选基因；在若干个候选基因中进行转录表达和突变鉴在若干个候选基因中进行转录表达和突变鉴定分析，最终将目的遗传病的决定基因精确定分析，最终将目的遗传病的决定基因精确定位和分离克隆该基因。定位和分离克隆该基因。Medical GeneticsMedical Genetics定位克隆策略示意DNADNA测序测序遗传家系遗传家系遗传图谱遗传图谱连锁定位分析连锁定位分析物理图谱物理图谱候选克隆候选克隆表达图谱表达图谱候选基因候选基

39、因突变检测突变检测Medical GeneticsMedical Genetics功能克隆与定位克隆的比较Medical GeneticsMedical Genetics3.候选克隆 候选克隆策略是在已定位和已克隆的基因候选克隆策略是在已定位和已克隆的基因越来越多的背景下，形成的一种新的基因越来越多的背景下，形成的一种新的基因克隆途径。克隆途径。分为：分为：定位候选克隆定位候选克隆 功能候选克隆功能候选克隆Medical GeneticsMedical Genetics 从系列候选基因克隆中，鉴定某遗传病从系列候选基因克隆中，鉴定某遗传病决定基因克隆的方法：决定基因克隆的方法：特异突变筛选法特

40、异突变筛选法 在体外恢复正常表型法在体外恢复正常表型法 构建小鼠疾病模型法构建小鼠疾病模型法 Medical GeneticsMedical Genetics三、全基因组扫描三、全基因组扫描（一）全基因组扫描策略 全基因组扫描的策略是利用特定的引物全基因组扫描的策略是利用特定的引物将某条染色体上特定位置的微卫星将某条染色体上特定位置的微卫星DNADNA扩扩增出来，电泳检测后用统计软件进行遗传统增出来，电泳检测后用统计软件进行遗传统计分析，寻找与疾病相关的易感基因。计分析，寻找与疾病相关的易感基因。Medical GeneticsMedical Genetics（二）全基因组扫描方法 全基因组扫

41、描所利用的是在人类基因组大量存在全基因组扫描所利用的是在人类基因组大量存在的多态性标记微卫星的多态性标记微卫星DNADNA或或SNPSNP，全基因组扫描时每，全基因组扫描时每个个体的个个体的 DNADNA经酶切、经酶切、PCRPCR扩增、扩增、荧光标记、荧光标记、电泳电泳检测后即可得到每个个体大量微卫星检测后即可得到每个个体大量微卫星DNADNA或或SNPSNP的具的具体信息体信息,用统计软件经遗传分析，得到定位结果。用统计软件经遗传分析，得到定位结果。目前已可用全基因组扫描的目前已可用全基因组扫描的SNPSNP芯片，操作更为芯片，操作更为简单，且定位的区域一般比微卫星定位的小很多。简单，且定

42、位的区域一般比微卫星定位的小很多。Medical GeneticsMedical Genetics第四节第四节 基因组医学基因组医学 基因组医学（基因组医学（Genomic MedicineGenomic Medicine）就是）就是将生命科学和临床医学结合，将人类基因组将生命科学和临床医学结合，将人类基因组成果转化应用到临床实践中去的科学。基因成果转化应用到临床实践中去的科学。基因组医学是以人类基因组为基础的生命科学和组医学是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的革命，它将对整个临床医学的革命，它将对整个2121世纪产生重世纪产生重大社会影响和重大经济效益。大社会影响和重大经济效益。Med

43、ical GeneticsMedical Genetics 人类基因组医学将会推动临床医学研究，人类基因组医学将会推动临床医学研究，将从结构基因组，功能基因组和蛋白质组水平将从结构基因组，功能基因组和蛋白质组水平上认识疾病；从基因和环境相互作用水平上研上认识疾病；从基因和环境相互作用水平上研究疾病；通过疾病基因组早期诊断、预防、治究疾病；通过疾病基因组早期诊断、预防、治疗疾病。疗疾病。Medical GeneticsMedical Genetics 个体化医疗将信息技术和基因组信息整合个体化医疗将信息技术和基因组信息整合进入医学，对疾病既要进行预测和预防、也要进入医学，对疾病既要进行预测和预防、也要做针对特定目标的治疗。如药物基因组学研究做针对特定目标的治疗。如药物基因组学研究已经发现了几十种基因型，根据不同的基因型已经发现了几十种基因型，根据不同的基因型选择合适的药物进行个体化治疗，已经成为提选择合适的药物进行个体化治疗，已经成为提高疗效、减少药物的毒副作用的合理选择。高疗效、减少药物的毒副作用的合理选择。