1、1223.1 基因工程的相关技术基因工程的相关技术23.2 基因工程主要的工具酶基因工程主要的工具酶23.3 基因克隆的质粒载体基因克隆的质粒载体23.4 重组重组DNA的基本步骤的基本步骤23.5 基因工程的应用基因工程的应用21重组重组DNADNA技术技术233 是指将一种生物体的某个特定基因（即，其本质是通过分离纯化或人工合成的DNA分子）与DNA 在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的一系列操作程序，也称为、。45DNADNA的变性与复性的变性与复性变性：变性：双链分开（碱基间氢键断裂）双链分开（碱基间氢键断裂） 加热、极端加
2、热、极端pHpH、有机溶剂、低盐浓度、有机溶剂、低盐浓度复性：复性：双链重新缔合双链重新缔合 退火（缓慢降温），或其它环境条件复原退火（缓慢降温），或其它环境条件复原杂交：杂交：不同来源的两条互补核酸序列缔合成双链不同来源的两条互补核酸序列缔合成双链6分子探针分子探针探针探针(probe)(probe)：是指与特定的靶分子发生特异性相是指与特定的靶分子发生特异性相互作用，并可被特殊的方法探知的分子。互作用，并可被特殊的方法探知的分子。 核酸探针：核酸探针：是指是指带有标记物带有标记物的已知序列的核酸片的已知序列的核酸片段，它能和与其互补的核酸序列杂交，形成双链，段，它能和与其互补的核酸序列杂交
3、，形成双链，所以可用于待测核酸样品中特定基因序列的检测。所以可用于待测核酸样品中特定基因序列的检测。核酸探针分为核酸探针分为DNADNA探针、探针、cDNAcDNA探针、探针、RNARNA探针和人探针和人工合成的寡核苷酸探针等几类。工合成的寡核苷酸探针等几类。 7放射性标记物放射性标记物 常用的同位素有常用的同位素有32P32P、3H3H、35S 35S 非放射性标记物非放射性标记物 应用较多的是生物素和地高辛。二者对亲和应用较多的是生物素和地高辛。二者对亲和素有独特的亲和力，通过连接在亲和素上的素有独特的亲和力，通过连接在亲和素上的显色物质显色物质( (如酶、荧光素等如酶、荧光素等) )进行
4、检测。进行检测。 探针标记物探针标记物8核酸印迹核酸印迹SouthernSouthern印迹印迹: : Southern blot, Southern blot, 可以检测特定的可以检测特定的DNADNA序列。序列。 先用限制性内切酶对先用限制性内切酶对DNADNA样品进行酶切样品进行酶切处理，经琼脂糖凝胶电泳将所得处理，经琼脂糖凝胶电泳将所得DNADNA片段按分子量片段按分子量大小分离，接着对凝胶进行变性处理，使双链大小分离，接着对凝胶进行变性处理，使双链DNADNA解离成单链，并将其转移到解离成单链，并将其转移到NCNC膜或其它固相支持物膜或其它固相支持物上，转移后各上，转移后各DNADN
5、A片段的相对位置保持不变。用探片段的相对位置保持不变。用探针与经针与经SouthernSouthern印迹处理的印迹处理的DNADNA样品杂交，洗脱，样品杂交，洗脱，曝光曝光。9Southern印迹印迹限制性内切酶切DNA电泳分离印迹转移放射性探针杂交胶片显影胶片曝光101112NorthernNorthern印迹印迹: : Northern blot, Northern blot, 是用来分析是用来分析RNARNA的。的。NorthernNorthern印迹的方法与印迹的方法与SouthernSouthern印迹基本相同，可参印迹基本相同，可参照进行。照进行。斑点印迹：斑点印迹：Dot-bl
6、otDot-blot，将待测核酸样品变性后直接点，将待测核酸样品变性后直接点样在膜上，称之为斑点印迹。但不能鉴定所测基因的样在膜上，称之为斑点印迹。但不能鉴定所测基因的分子量。分子量。原位杂交：原位杂交：将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交，称为原位杂交。用来检测完整细胞中的核进行杂交，称为原位杂交。用来检测完整细胞中的核酸序列。酸序列。 13PCRPCR技术就是在体外试管中通过酶促反应有选择地技术就是在体外试管中通过酶促反应有选择地大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。加入加入4 4种物质：种物质： （1
7、1）作为模板的作为模板的DNADNA序列；序列； （2 2）与目的基因两条链各自）与目的基因两条链各自55端序列相互补端序列相互补 的的DNADNA引物（引物（2020个左右碱基的短个左右碱基的短DNADNA单链）；单链）； （3 3）TaqDNATaqDNA聚合酶；聚合酶； （4 4）dNTPdNTP（dATP, dTTP, dGTPdATP, dTTP, dGTP和和dCTPdCTP）。）。14变性、退火、延伸三步反应：高温变性：高温变性：9595o oC C双链双链DNADNA解链成为单链解链成为单链DNADNA。低温退火：约低温退火：约5555oC引物与模板的单链引物与模板的单链DNA
8、DNA的特定的特定互补部位配对结合。互补部位配对结合。适温延伸：适温延伸：7272oC以目的基因为模板，从引物的以目的基因为模板，从引物的33端延伸，合成互补的新端延伸，合成互补的新DNADNA链。链。 每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍，倍，3030轮循环可获得轮循环可获得2 23030（1.071.0710109 9) )个基因片段。个基因片段。15Target SequenceTarget SequencePCR原理示意图模板模板DNA的的热变性热变性：模板：模板DNA经加热至经加热至95左右一左右一定时间后，使模板定时间后，使模板DN
9、A双链或经双链或经PCR扩增形成的双链扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；轮反应作准备；16Target SequenceTarget SequencePrimer 1Primer 253553533模板模板DNA与引物的与引物的退火退火(复性复性)：模板：模板DNA经加热变经加热变性成单链后，温度降至性成单链后，温度降至55左右，引物与模板左右，引物与模板DNA单单链的互补序列配对结合；链的互补序列配对结合；17Target SequenceTarget SequencePrimer 1Primer 25355
10、3533Taq DNAPolymerase引物的引物的延伸延伸：DNA模板模板-引物引物结合物在结合物在TaqDNA聚合酶聚合酶的 作 用 下 ， 以的 作 用 下 ， 以dNTP为反应原为反应原料，靶序列为模料，靶序列为模板，按碱基配对板，按碱基配对与半保留复制原与半保留复制原理，合成一条新理，合成一条新的与模板的与模板DNA 链。链。18Target SequenceTarget Sequence 每完成一每完成一个循环需个循环需24分钟，分钟， 23小小时就能将待扩时就能将待扩目的基因扩增目的基因扩增放大几百万倍。放大几百万倍。1920No. ofNo. Amplicon CyclesC
11、opies of Target122438416532664201,048,576301,073,741,8241 cycle = 2 Amplicon2 cycle = 4 Amplicon3 cycle = 8 Amplicon4 cycle = 16 Amplicon5 cycle = 32 Amplicon6 cycle = 64 Amplicon7 cycle = 128 Amplicon21n 限制性内切酶限制性内切酶n DNADNA连接酶连接酶n 反转录酶反转录酶22限制性内切酶是从细菌中分离提纯的核酸内切酶，可以识别并切开核酸序列特定的位点分子手术刀。Arber、Smith和N
12、athans因为在发现限制性内切酶方面开创性工作而共同获得了1978年的诺贝尔奖。已经发现和鉴定了200多种。限制性内切酶识别DNA序列中的回文序列。有些酶的切割位点在回文的一侧，因而可形成粘性末端，另一些酶切割位点在回文序列中间，形成平头末端。 23粘性末端 平头末端。粘性末端 24不同来源的DNA片段，经限制性内切酶酶切后，由DNA连接酶连接封闭。在一条DNA链的3末端具有一个游离的羟基（-OH），和在另一条DNA链的5-末端具有一个磷酸基团（-P）的情况下， DNA连接酶能够催化在2条DNA链之间形成磷酸二酯键 。DNA连接酶只能封闭双螺旋DNA上的nick（切口），而不能封闭 gap（
13、缺口）。25切口切口nick切口切口nick切口切口缺口缺口gap缺口缺口gap缺口缺口26n DNA连接酶有两种：大肠杆菌DNA连接酶:只能连接平齐末端，用NAD+作能源辅助因子 噬菌体T4DNA连接酶:能连接平齐末端和粘性末端，用ATP作能源辅助因子。27T4 T4 连接酶28n 平齐末端DNA片段的连接：添加接头粘性末端添加 poly(dA)、 poly(dT) 尾部 粘性末端293031反转录酶又称RNA指导的DNA聚合酶。是以RNA为模板合成DNA的酶。这种酶是1970年美国科学家特明（H.M.Temin）和巴尔的摩（D.Baltimore）分别于动物致癌RNA病毒中发现的，他们并因
14、此获得1975年度诺贝尔生理学或医学奖。主要用途是从mRNA反转录合成互补DNA（cDNA）。 3233质粒：是细菌细胞中独立于染色体外可以自主复制的一段环状DNA分子。进入到宿主细胞中的一个质粒可以大量增加其拷贝数。34 载体：是一种可以将外源DNA片段送入宿主细胞进行扩增和表达的运载工具，这种工具也是一个DNA分子。 克隆载体：在载体上插入合适大小的外源DNA片段，并引入到宿主细胞中进行大量繁殖，使外源DNA片段得到大量扩增。 表达载体：就是在克隆载体基本骨架的基础上增加表达元件（如启动子、RBS、终止子等），使外源DNA片段能够在宿主细胞中表达蛋白质。 目前最常用的载体包括细菌质粒、l噬
15、菌体、cosmid质粒等。35质粒做为克隆载体的必备条件： 具有复制起点； 携带选择标记； 具有多种限制酶切位点； 具有较小分子量和较高拷贝数； 具有安全性。36质粒载体pBR322是研究得最多，使用最早且应用最广泛的大肠杆菌质粒载体之一。符号质粒载体pBR322中的“p代表质粒；“BR”代表两位两位研究者Bolivar和Rogigerus姓氏的字首，“322”是实验编号。37 优点一：相对分子质量较小。质粒载体pBR322的大小为4361bp, 优点二：它带有一个复制起始位点，保证了该质粒只在大肠杆菌的细胞中行使复制的功能。 优点三：具有两种抗生素抗性基因，可供转化子的选择标记。 优点四：具
16、有较高的拷贝数，经过氯霉素扩增以后，每个细胞中可累积1000-3000份拷贝，该特性为重组体DNA的制备提供了极大的方便。 38Features of plasmid pBR322 39Restriction map 401该质粒比较小，可以插入一段较长的DNA片段。2进入宿主细菌细胞后，pUC18在每个细胞中可复制形成大约500个拷贝。3在pUC18中有一小段人为设计和插入的具有多种限制性酶切位点的序列，即多克隆位点4142重组重组DNADNA操作一般步骤：操作一般步骤：（1）获得目的基因；（2）与克隆载体连接，形成新的重组DNA分子；（3）用重组DNA分子转化受体细胞，并能在受体细 胞中复
17、制和遗传；（4）对转化子筛选和鉴定；（5）对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获 得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。43 获得目的基因常用的方法： 直接从生物体中提取总DNA，构建基因文库(gene library)，从中调用目的基因； 以mRNA为模板，反转录合成互补的DNA片段； 利用聚合酶链式反应（PCR）特异性地扩增所需要的目的基因片段； 人工合成DNA 。44酶切连接连接转化转化扩增扩增检测目的基因的获取目的基因的获取 克隆载体的构建克隆载体的构建外源基因与载体的连接外源基因与载体的连接（体外重组）（体外重组）重组重组DNA导入受体菌导入受体菌转化子的筛选和鉴定转化子的筛选和鉴
18、定克隆基因的表达克隆基因的表达45以大肠杆菌为宿主菌进行基因的克隆以大肠杆菌为宿主菌进行基因的克隆46471986年美国把烟草花叶病毒的外壳蛋白基年美国把烟草花叶病毒的外壳蛋白基因转移到番茄体内，它们可对致命的病毒产生因转移到番茄体内，它们可对致命的病毒产生抗性，培育出抗烟草花叶病毒的番茄植株。抗性，培育出抗烟草花叶病毒的番茄植株。抗病毒植株：抗病毒植株：48将苏云金杆菌的杀虫蛋白基因转入植物细胞后，当害将苏云金杆菌的杀虫蛋白基因转入植物细胞后，当害虫在这种转基因植株上取食后会使其致命。虫在这种转基因植株上取食后会使其致命。 例如：将杀虫蛋白基因转入例如：将杀虫蛋白基因转入棉花后已获得了抗虫棉
19、花。据估棉花后已获得了抗虫棉花。据估计，棉花杀虫剂每年耗资计，棉花杀虫剂每年耗资645亿亿美元，抗虫棉花的育成将对减少美元，抗虫棉花的育成将对减少杀虫剂的用量、保护环境有巨大杀虫剂的用量、保护环境有巨大的作用。的作用。这是全球第一个被批准商业这是全球第一个被批准商业化的转基因植物。化的转基因植物。抗虫害植株：抗虫害植株：49将一种蛋白基因转入大豆植株，大豆即获得有抗将一种蛋白基因转入大豆植株，大豆即获得有抗阿特拉津除草剂的能力。阿特拉津除草剂的能力。 抗除草剂植株：抗除草剂植株：50抗盐碱、抗干旱、抗冻害、抗环境污染等抗逆性抗盐碱、抗干旱、抗冻害、抗环境污染等抗逆性基因的转化。基因的转化。 抗
20、环境因子的植株：抗环境因子的植株：转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒51改良品质的植株：改良品质的植株： 转基因生菜含铁量高转基因生菜含铁量高 美国新型转基因巨型大南瓜美国新型转基因巨型大南瓜52真正的转基因蓝玫真正的转基因蓝玫瑰，不是用染料染瑰，不是用染料染上去的（日本）上去的（日本）提高其经济价值或观赏价值提高其经济价值或观赏价值 Transgenic petunia (with extra purple gene) 矮牵牛53转珊瑚虫红色基因的斑马鱼水母荧光蛋白基因 5455把大鼠生长因子把大鼠生长因子基因转入小鼠得到巨基因转入小鼠得到巨大型的转基因小鼠。大型的转基因小鼠。
21、56 乙肝疫苗原先必须以乙肝患者的血液作原料，乙肝疫苗原先必须以乙肝患者的血液作原料，通过精细提取，才能取得。通过精细提取，才能取得。科学家们将乙肝病毒基因中生产抗原的部分科学家们将乙肝病毒基因中生产抗原的部分切割下来，然后跟其他质粒进行重组，再引入到大切割下来，然后跟其他质粒进行重组，再引入到大肠杆菌肠杆菌DNA的合适位置上。通过培养，大肠杆菌的合适位置上。通过培养，大肠杆菌十分顺利地产生了人们所需要的乙肝疫苗。十分顺利地产生了人们所需要的乙肝疫苗。利用基因工程菌生产药物利用基因工程菌生产药物57生长激素是一种由脑垂体分泌的微量的化学物生长激素是一种由脑垂体分泌的微量的化学物质。幼年时生长激
22、素分泌过少引起侏儒症。质。幼年时生长激素分泌过少引起侏儒症。过去，人们常用尸体上切下的脑垂体提取生长过去，人们常用尸体上切下的脑垂体提取生长激素，因而产量很低。激素，因而产量很低。现在，将人生长素基因转入大肠杆菌，可生产现在，将人生长素基因转入大肠杆菌，可生产人生长激素。每升菌液可得到人生长激素人生长激素。每升菌液可得到人生长激素2.4毫克。毫克。发酵罐的容量可达发酵罐的容量可达700升。升。58这种莴苣制得的胰岛素也必须制成这种莴苣制得的胰岛素也必须制成粉末状，装入胶囊后才能使用，因为服粉末状，装入胶囊后才能使用，因为服用剂量必须仔细加以控制。用剂量必须仔细加以控制。纤维素组成的植物细胞壁可
23、以在口纤维素组成的植物细胞壁可以在口服后的初始阶段防止胰岛素被降解。当服后的初始阶段防止胰岛素被降解。当含有胰岛素的植物细胞到达肠壁后，肠含有胰岛素的植物细胞到达肠壁后，肠居细菌开始将植物细胞壁缓慢分解，胰居细菌开始将植物细胞壁缓慢分解，胰岛素随之被逐渐地释放到血液中。岛素随之被逐渐地释放到血液中。 利用转基因植物反应器生产药物利用转基因植物反应器生产药物因为种植莴苣的成本很低，美国佛罗里达大学丹尼尔研因为种植莴苣的成本很低，美国佛罗里达大学丹尼尔研究小组通过基因工程技术将胰岛素基因移植到莴苣中。究小组通过基因工程技术将胰岛素基因移植到莴苣中。59利用转基因动物反应器生产药物利用转基因动物反应
24、器生产药物 2007年阿根廷科学家已将年阿根廷科学家已将参与人体胰岛素分泌的基因植入参与人体胰岛素分泌的基因植入了这些牛犊的基因组中，这样，了这些牛犊的基因组中，这样，科学家就能在产出的牛奶中提取科学家就能在产出的牛奶中提取人体胰岛素，用于治疗糖尿病。人体胰岛素，用于治疗糖尿病。这项转基因技术将提高胰岛素的这项转基因技术将提高胰岛素的生产能力，降低生产成本。生产能力，降低生产成本。 60环境保护环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解多能吞食和分解多种污染环境的物质。种污染环境的物质。工程菌处理印染废水工程菌处理印染废水 工程菌处理含油废水工程菌处理含油废水 耐盐工
25、程菌处理含盐工业废水耐盐工程菌处理含盐工业废水环保水处理洁净剂（工程菌） 61喷洒工程菌清除石油污染喷洒工程菌清除石油污染 62 优优 点：点：1.解决粮食短缺问题解决粮食短缺问题2.减少农药使用，避免环境污染。减少农药使用，避免环境污染。3.节省生产成本，降低食物售价。节省生产成本，降低食物售价。4.增加食物营养，提高附加价值。增加食物营养，提高附加价值。5.增加食物种类，提升食物品质。增加食物种类，提升食物品质。6.促进生产效率，带动相关产业发展。促进生产效率，带动相关产业发展。 基因工程的风险基因工程的风险63 风险：风险：（1）除草剂使用的增加：除草剂使用的增加：科学家估计，基因化的农
26、作物对除草剂科学家估计，基因化的农作物对除草剂具有抵抗力，实际应药量高于正常的具有抵抗力，实际应药量高于正常的3倍。农民知道其作物对除草倍。农民知道其作物对除草剂有抵抗力，会大量使用除草剂。剂有抵抗力，会大量使用除草剂。（2）有报导，将优良的特定的基因（如抗杀虫剂）植入作物，可）有报导，将优良的特定的基因（如抗杀虫剂）植入作物，可能会使周围野生植物能会使周围野生植物杂草一并获得改良杂草一并获得改良，呈现出抗杀虫剂的特征。，呈现出抗杀虫剂的特征。（3）生态被破坏：生态被破坏：通过食物链影响当地的生态环境，新的微生物通过食物链影响当地的生态环境，新的微生物与有亲缘关系的生物进行有效的竟争，若干年后
27、，可能对地壤、野与有亲缘关系的生物进行有效的竟争，若干年后，可能对地壤、野生近缘种、普通作物、相邻的植物及环境造成破坏。生近缘种、普通作物、相邻的植物及环境造成破坏。（4）转基因生物除对害虫和病菌致毒外，对有益生物也将产生直）转基因生物除对害虫和病菌致毒外，对有益生物也将产生直接或间接的影响和危害。如果大规模的种植转基因作物，可能会接或间接的影响和危害。如果大规模的种植转基因作物，可能会减减少有益昆虫的种群少有益昆虫的种群。64(6) 可使动物、植物、微生物甚至人的基因相互转移。可使动物、植物、微生物甚至人的基因相互转移。转基因转基因动物若逃逸到环境中，会通过改变物种间的竞争关系，破坏原动物若
28、逃逸到环境中，会通过改变物种间的竞争关系，破坏原有自然生态平衡；转基因微生物与其他生物交换遗传物质，可有自然生态平衡；转基因微生物与其他生物交换遗传物质，可能产生新的有害生物或增强有害生物的危害性，甚至引起疾病能产生新的有害生物或增强有害生物的危害性，甚至引起疾病的流行。的流行。(7) 威胁人体健康威胁人体健康。转基因活生物体及其产品作为食品进入市。转基因活生物体及其产品作为食品进入市场，可能使人体产生某些场，可能使人体产生某些毒理作用和过敏反应毒理作用和过敏反应。例如。例如:转基因生转基因生物体中使用的抗生素标记基因，如果进入人体，也可能使人体物体中使用的抗生素标记基因，如果进入人体，也可能
29、使人体对很多抗生素产生抗性。国外已有儿童饮用转基因大豆豆浆产对很多抗生素产生抗性。国外已有儿童饮用转基因大豆豆浆产生过敏反应的报道。而这些影响往往在短期内无法被监测和确生过敏反应的报道。而这些影响往往在短期内无法被监测和确定，需要很长时间才能表现出来。定，需要很长时间才能表现出来。65人类基因组人类基因组2424.1 人类基因组人类基因组24.2 人类基因组计划人类基因组计划6667 基因组：基因组：是指一个物种的单倍体细胞中的全部是指一个物种的单倍体细胞中的全部DNADNA。 核基因组：核基因组：单倍体细胞核中染色体所含的单倍体细胞核中染色体所含的DNADNA分子。分子。 线粒体基因组：线粒
30、体基因组：线粒体所含的线粒体所含的DNADNA分子。分子。 叶绿体基因组：叶绿体基因组：叶绿体所含的叶绿体所含的DNADNA分子。分子。 病毒基因组：病毒基因组：病毒粒中所含的病毒粒中所含的DNADNA或或RNARNA分子。分子。什么是基因组？什么是基因组？68 基因基因组学：组学：是是研究生物体的基因和基因组的结构组研究生物体的基因和基因组的结构组成、不稳定性和功能的一门学问。成、不稳定性和功能的一门学问。 结构基因组学：结构基因组学：研究基因和基因组的结构，包括基研究基因和基因组的结构，包括基因定位、基因组作图、因定位、基因组作图、DNADNA测序等。测序等。 功能基因组学：功能基因组学：
31、是对基因组功能进行注释。研究内是对基因组功能进行注释。研究内容包括基因功能发现、基因表达及调控模式。容包括基因功能发现、基因表达及调控模式。 后基因组学：后基因组学：功能基因组学也被称为后基因组学。功能基因组学也被称为后基因组学。什么是基因组学？什么是基因组学？69 基因基因：是遗传的基本单位，是是遗传的基本单位，是位于位于染色体上的染色体上的一段一段DNADNA片段片段，它编码蛋白质、它编码蛋白质、RNARNA或或rRNArRNA分子，分子，或无编码功能，仅对上述编码序列起调节作用。或无编码功能，仅对上述编码序列起调节作用。什么是基因？什么是基因？70根据是否具有转录和翻译功能，基因可分为三
32、类根据是否具有转录和翻译功能，基因可分为三类:一类是既一类是既具有转录功能又具有翻译功能具有转录功能又具有翻译功能的基因，这类基因的基因，这类基因是指编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基是指编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基因因;第二类是第二类是只具备转录功能只具备转录功能而没有翻译功能的基因，包括编而没有翻译功能的基因，包括编码码tRNA和编码和编码rRNA的基因的基因;第三类是第三类是既不转录也不翻译既不转录也不翻译的基因，这类基因对基因表达的基因，这类基因对基因表达起调节和控制的作用，包括启动基因和操纵基因起调节和控制的作用，包括启动基因和操纵基因(有时统称
33、为控有时统称为控制基因制基因)。717273 人类基因组总长约人类基因组总长约3.23.21010 9 9 bp bp，大约含，大约含3-43-4万万个基因。个基因。 人类的基因只占全部人类的基因只占全部DNADNA的的10%10%。 基因外基因外DNADNA占全部占全部DNADNA的的90%90%。 包括各种类型的重复序列，如：卫星包括各种类型的重复序列，如：卫星DNADNA，小，小卫星卫星DNADNA，微卫星，微卫星DNADNA等。等。人类基因组的组成人类基因组的组成747576人类基因组计划人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)由美国科学家于由美国科学家于1
34、985年率先提出、年率先提出、 1990年年正式实施、计划历时正式实施、计划历时15年，旨在阐明人类基因组年，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使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全面地认识自我。人类第一次在分子水平上全面地认识自我。什么是人类基因组计划？什么是人类基因组计划？ 77人类基因组计划是一项伟大的科学计划，与阿波罗人类基因组计划是一项伟大的科学计划，与阿波罗登月计划、曼哈顿原子弹计划同称为人类自然科学史上登月计划、曼哈顿原子弹计划同称为人类自
35、然科学史上的三大计划。的三大计划。 78人类基因组计划的参与国家人类基因组计划的参与国家美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和中国。日本和中国。作为参与这一计划的唯一发展中国家，我国于作为参与这一计划的唯一发展中国家，我国于年跻身人类基因组计划，承担了的测序任年跻身人类基因组计划，承担了的测序任务，成为国际上承担务，成为国际上承担 HGP任务的任务的6个国家之一。虽然个国家之一。虽然参加时间较晚，但是我国科学家提前两年于参加时间较晚，但是我国科学家提前两年于年月日绘制完成年月日绘制完成“中国卷中国卷”，赢得了国际科学，赢得了国际科学界的高
36、度评价。界的高度评价。 79人类基因组计划主要任务包括作图人类基因组计划主要任务包括作图(遗传图谱、遗传图谱、物理图谱、序列图谱、转录图谱物理图谱、序列图谱、转录图谱) ，还包括模式生，还包括模式生物物(如大肠杆菌、酵母、线虫、小鼠、水稻等如大肠杆菌、酵母、线虫、小鼠、水稻等)基因基因组的作图和测序，以及信息系统的建立。组的作图和测序，以及信息系统的建立。 人类基因组计划的内容人类基因组计划的内容 8081：是某一物种的染色体图谱（即连锁图谱），显示所知的基因和/或遗传标记的相对位置，由遗传重组测验结果推算出来的、在一条染色体上可以发生的突变座位的直线排列（基因位点的排列）图。：是利用限制性内
37、切酶将染色体切成片段，再根据重叠序列确定片段间连接顺序，以及遗传标志之间物理距离碱基对(bp) 或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)的图谱。以人类基因组物理图谱为例，它包括两层含义，一是获得分布于整个基因组30 000个序列标志位点(STS，其定义是染色体定位明确且可用PCR扩增的单拷贝序列)。：测定人类全基因组DNA分子的核苷酸排列的次序，是最精细的DNA序列图。82作为参与这一计划的唯一发展中国家，我国于作为参与这一计划的唯一发展中国家，我国于年跻身人类基因组计划，承担了的测序任年跻身人类基因组计划，承担了的测序任务，成为国际上承担务，成为国际上承担 HGP任务的任务的6个国家之一。虽然个国家
38、之一。虽然参加时间较晚，但是我国科学家提前两年于参加时间较晚，但是我国科学家提前两年于年月日绘制完成年月日绘制完成“中国卷中国卷”，赢得了国际科学，赢得了国际科学界的高度评价。界的高度评价。承担区域：3号染色体短臂端粒至D3S3397(37CM)。 人类基因组计划的人类基因组计划的“中国卷中国卷”83人类基因组的研究有何意义人类基因组的研究有何意义?对于各种疾病，尤其是各种遗传病的诊断、治疗对于各种疾病，尤其是各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义。具有划时代的意义。对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等也具有长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等也具有重要的意义。重要的意义。将推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济将推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济效益。效益。85
