4.结构基因组学

逐个克隆法：对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装（公共领域测序计划）。

全基因组鸟枪法：在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，利用超级计算机进行组装。

单核苷酸多态性(SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

遗传图谱又称连锁图谱，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM）为图距的基因组图。

遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。

物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。

绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。

转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。

比较基因组学：全基因组核苷酸序列的整体比较的研究。

特点是在整个基因组的层次上比较基因组的大小及基因数目、位置、顺序、特定基因的缺失等。

环境基因组学：研究基因多态性与环境之间的关系，建立环境反应基因多态性的目录，确定引起人类疾病的环境因素的科学。

宏基因组是特定环境全部生物遗传物质总和，决定生物群体生命现象。

转录组即一个活细胞所能转录出来的所有mRNA。

研究转录组的一个重要方法就是利用DNA芯片技术检测有机体基因组中基因的表达。

而研究生物细胞中转录组的发生和变化规律的科学就称为转录组学。

蛋白质组学：研究不同时相细胞内蛋白质的变化，揭示正常和疾病状态下，蛋白质表达的规律，从而研究疾病发生机理并发现新药。

蛋白组：基因组表达的全部蛋白质，是一个动态的概念，指的是某种细胞或组织中，基因组表达的所有蛋白质。

代谢组是指是指某个时间点上一个细胞所有代谢物的集合，尤其指在不同代谢过程中充当底物和产物的小分子物质，如脂质，糖，氨基酸等，可以揭示取样时该细胞的生理状态。

基因芯片名词解释基因芯片是一种可以同时测量几千到数百万个基因在一个特定生物样本中表达水平的大规模平行检测技术。

基因芯片通常由玻璃片或硅片制成，上面带有数千至数百万个微小的探针，每个探针与一个特定的基因序列或基因组区域相关联。

通过将待测样本中的RNA转录成cDNA，然后与芯片上的探针杂交，基因芯片可以快速、高通量地测量每个基因的表达水平。

基因芯片有许多不同的应用，包括基因表达分析、基因型检测、突变检测和DNA甲基化等。

基因芯片可以帮助科学家们揭示基因与疾病之间的关系，理解生物体内基因的功能和相互作用。

以下是基因芯片中一些常用的名词解释：1. 探针（Probe）：探针是芯片上的小片段DNA或RNA序列，用于与待测样本中的RNA或DNA杂交。

通过测量探针与待测样本中的RNA或DNA的配对程度，可以确定基因的表达水平或基因型。

2. 表达水平（Expression Level）：基因芯片可以测量基因在生物样本中的表达水平，即该基因的mRNA的相对或绝对数量。

表达水平的高低可以表明该基因在特定生物过程中的重要性。

3. 杂交（Hybridization）：基因芯片上的探针与待测样本中的RNA或DNA发生互补配对的过程。

通过杂交，可以测量样本中的RNA或DNA与探针的亲和性，从而确定基因的表达水平或基因型。

4. 基因组学（Genomics）：基因组学研究生物体内所有基因的组成、结构和功能。

基因芯片是基因组学研究中最重要的工具之一，可以帮助科学家们理解基因组的组成和调控。

5. 转录组学（Transcriptomics）：转录组学研究生物体内所有基因的转录产物，即mRNA的组成、结构和功能。

基因芯片可以帮助科学家们测量转录组的表达水平，从而理解基因在特定生物过程中的调控。

6. 基因型（Genotype）：基因型指的是一个生物体内某个基因的具体变种或突变形式。

基因芯片可以通过检测基因组中的多个SNP（单核苷酸多态性）位点，帮助科学家们确定个体的基因型。

基因组学分类
基因组学可以分为多个分支学科，根据研究重点的不同，可以分为结构基因组学和功能基因组学。

结构基因组学主要关注基因组的组成和结构，而功能基因组学则更注重基因的功能和表达。

此外，根据研究对象的不同，基因组学还可以分为疾病基因组学、比较基因组学、药物基因组学和环境基因组学等。

这些分支学科分别关注不同方面的基因组研究，如疾病与健康、物种间的比较、药物作用机制以及环境因素对基因表达的影响等。

总之，基因组学作为一门新兴学科，其分支学科众多，研究领域广泛。

随着科技的不断进步和研究的深入，基因组学将继续发挥重要作用，为人类健康和生活质量的提高做出贡献。

基因组学考试资料整理版第一章一、基因组1、基因组：生物所具有的携带遗传信息的遗传物质的总和,是指生物细胞中所有的DNA，包括所有的基因和基因间区域。

2、基因组学：指以分子生物学技术、计算机技术和信息网络技术为研究手段，以生物体内全部基因为研究对象，在全基因背景下和整体水平上探索生命活动的内在规律及其内外环境影响机制的科学。

基因组学包括3个不同的亚领域结构基因组学(structural genomics) ：以全基因组测序为目标功能基因组学(functional genomics)：以基因功能鉴定为目标比较基因组学(xxparative genomics)二、基因组序列复杂性1、C值是指一个单倍体基因组中DNA的总量，以基因组的碱基对来表示。

每个细胞中以皮克(pg，10-12g)水平表示。

C 值悖理：指基因内部被一个或更多不翻译的编码顺序即内含子所隔裂。

3、异常结构基因分类重叠基因：编码序列彼此重叠的基因，含有不同蛋白质的编码序列。

基因内基因:一个基因的内含子中包含其他基因。

反义基因: 与已知基因编码序列互补的的负链编码基因，参与基因的表达调控，可以干扰靶基因mRNA转录与翻译。

4、假基因：功能基因但已失去活性或者改变原来活性功能的DNA序列. 四、基因组特征比较真核生物基因组的特征：复杂性较高的生物基因组结构松弛，在整个基因组范围内分布大量重复顺序；含有大量数目不等的线性DNA分子，并且，每个长链DNA都与蛋白质组成染色体结构；含有细胞器基因组原核生物基因组的特征 :原核生物基因数目比真核生物少，大小在5 Mb以下; 原核生物基因组结构更紧凑;第二章一、为何要绘制遗传图与物理图？1)基因组太大,必需分散测序,然后将分散的顺序按原来位置组装,需要图谱进行指导。

2)基因组存在大量重复顺序,会干扰排序,因此要高密度基因组图。

3)遗传图和物理图各有优缺点,必须相互整合校正。

二、基因组测序方法、原理及特点：1. 克隆重叠群法：先构建遗传图，再利用几套高度覆盖的大片段基因组文库获得精细的物理图，选择合适的BAC 或PAC克隆测序，利用计算机拼装。

05级分子生物学真题一、选择题1、激活子的两个功能域，一个是转录激活结构域，另一个是（DNA结合域）2、转录因子包括通用转录因子和（基因特异转录因子）3、G-protein 激活needs ( GTP ) as energy.4、Promoters and (enhancers) are cis-acting elements.5、噬菌体通过（位点专一重组）整合到宿主中6、在细菌中，色氨酸操纵子的前导区转录后，（翻译）就开始7、mRNA的剪切跟(II)类内含子相似8、UCE是（I）类启动子的识别序列9、TATA box binding protein 在下列哪个启动子里面存在（三类都有）10、（5S rRNA)是基因内部启动子转录的11、人体全基因组大小(3200000000 bp)12、与分枝位点周围序列碱基配对的剪接体（U2 snRNP）13、tRNA基因是RNA聚合酶（III）启动的14、在细菌中，色氨酸操纵子的前导区转录后，（翻译）就开始15、乳糖操纵子与阻遏蛋白结合的物质是（异构乳糖）。

16、核mRNA的内含子剪接和（II类内含子剪接）的过程相似17、基因在转录时的特点（启动子上无核小体）18、RNA干涉又叫（转录后的基因沉默，PTGS）19、内含子主要存在于（真核生物）20、snRNA在下列哪种反应中起催化酶的作用（mRNA的剪接）二、判断题1、原核生物有三种RNA聚合酶。

2、抗终止转录蛋白的机制是使RNA聚合酶忽略终止子。

3、RNA聚合酶II结合到启动子上时，其亚基的羧基末端域（CTD）是磷酸化的。

4、Operon is a group of contiguous, coordinately controlled genes.5、RNA聚合酶全酶这个概念只应用于原核生物。

6、聚腺苷酸尾是在mRNA剪接作用前发生的。

7、σ在转录起始复合复合物中使得open到closed状态（closed转变成open）8、剪接复合体作用的机制：组装、作用、去组装，是一个循环三、简答题1、原核生物转录终止的两种方式。

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，相当于一对等位基因的差异。

如有两个DNA分子〔一对染色体〕，一个具有某一种酶的酶切位点，而另一个没有这个位点，酶切后形成的DNA片段长度就有差异，即多态性。

可将RFLP作为标记，定位在基因组中某一位置上。

1.组织培养：是指通过无菌操作分离植物体的一部分接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。

继代培养：指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，此时需要将这些组织转移到新的培养基上，这种转移称为继代培养或传代培养。

2.单倍体培养：单倍体植物的主要特点是其孢子体细胞的染色体数目和配子体细胞染色体数目一致，因此可以从其“表型”观察“基因型”。

利用这一特点在杂交育种中可以提高选择效率，避免误选和漏选。

对单倍体植物进行染色体人工加倍之后，即可得到同质结合的纯系，使育成的杂种不再分离，缩短育种年限，加快育种速度。

3.悬浮细胞培养定义：将离体的植物细胞悬浮在液体培养基中进行的无菌培养步骤：选择外植体---诱导疏松易碎的愈伤组织---悬浮继代培养---悬浮细胞同步化---细胞计数与活力测定三个条件：分散性良好、均一性好、生长迅速特点：1）细胞可不断增殖，形成高密度的细胞群体，适于大规模培养；2）能够提供大量较为均匀的细胞，为研究细胞的生长、分化创造方法和条件。

4.花粉培养与花药培养一、从概念来看，花药离体培养是把花粉发育到一定阶段的花药接种到培养基上，来改变花药内花粉粒的发育程序，使其分裂形成细胞团，进而分化成胚状体，形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株。

花粉离体培养是指把花粉从花药中分离出来，以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术，由于花粉已是单倍体细胞，诱发它经愈伤组织或胚状体发育而成的植株都是单倍体，且不受花药的药隔、药壁、花丝等体细胞的干扰。

二、从培养层次来看，花药离体培养属器官培养，花粉离体培养属细胞培养，但花药离体培养和花粉离体培养的目的一样，都是要诱导花粉细胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。

三、从培养过程来看，花药离体培养相对较容易，技术比较成熟，但最后需要对培养成的植株进行染色体倍数检测；花粉离体培养尽管不受花药壁、药隔等二倍体细胞的干扰，但这种特殊单倍体细胞的培养技术难度较大，目前只在少数植物上获得成功。

基因组学-Genomics-知识考点汇总•基因组（Genome：Gene＋chromosome）细胞或生物体中一套完整的单倍体遗传物质•基因组学（Genomics）最早Thomas Roderick在1986年提出，包括基因组作图、测序和分析。

可分为结构基因组学和功能基因组学。

一、结构基因组学1.遗传图(Genetic Mapping Genomes) : Based on the calculation of recombination frequencyby linkage analysis .通过亲本的杂交，分析后代的基因间重组率，并用重组率来表示两个基因之间距离的线形连锁图谱每条染色体组成一个连锁群，所有染色体的连锁群组成的图谱即构成基因组遗传图。

重组率代表基因位点之间的相对距离。

在遗传作图中，人们把一个作图单位定义为1厘摩（cM），1cM等于1%的重组率。

提高遗传作图的分辨率：选用不同的杂交群体；增加杂交群体的数目；增加分子标记的数目；扩大分子标记的来源分子标记：绘制基因组遗传图需要的坐标点。

分子标记的主要来源是染色体上存在的大量等位基因。

在DNA水平上，两个基因间一个碱基的差异就足以形成等位基因。

2.物理图（physical map）：指DNA序列上两点的实际距离，它是以DNA的限制酶片段或克隆的大片段的基因组DNA分子为基本单位，以连续的重叠群为基本框架，通过遗传标记将重叠群或基因组DNA分子有序排列于染色体上。

物理图的绘制: Based on molecular hybridization analysis and PCR techniques杂交法；指纹法；荧光原位杂交技术。

3.基因组序列测定: Sequencing methods: the chain termination procedure;Map-based clone by clone strategy;Whole genome shotgun (WGS) strategy;Sequence assembly;•传统基因组测序的方法：克隆步移法（BAC-by-BAC Strategy）和全基因组鸟抢法（Whole Genome Shotgun Strategy）。

医学分子生物学习题集（参考答案）第二章基因与基因组一、名词解释1.基因 (gene)：是核酸中储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。

2.断裂基因 (split gene)：真核生物基因在编码区内含有非编码的插入序列，结构基因不连续，称为断裂基因。

3.结构基因 (structural gene)：基因中用于编码RNA或蛋白质的DNA序列为结构基因。

4.非结构基因 (non-structural gene)：结构基因两侧一段不编码的DNA片段，含有基因调控序列。

5.内含子 (intron)：真核生物结构基因内非编码的插入序列。

6.外显子 (exon)：真核生物基因内的编码序列。

7.基因间DNA (intergenic DNA)：基因之间不具有编码功能及调控作用的序列。

8.GT-AG 法则 (GT-AG law)：真核生物基因的内含子5′端大多数是以GT开始， 3′端大多数是以AG结束，构成RNA剪接的识别信号。

9.启动子 (promoter)：RNA聚合酶特异识别结合和启动转录的DNA序列。

10.上游启动子元件(upstream promoter element )：TATA合上游的一些特定的DNA序列，反式作用因子，可与这些元件结合，调控基因转录的效率。

11.反应元件 (response element)：与被激活的信息分子受体结合，并能调控基因表达的特异DNA序列。

12.poly(A)加尾信号 (poly(A) signal) ：结构基因末端保守的AATAAA顺序及下游GT或T富含区，被多聚腺苷酸化特异因子识别，在mRNA 3′端加约200个A。

13.基因组 (genome)：细胞或生物体一套完整单倍体的遗传物质的总称。

14.操纵子 (operon)：多个功能相关的结构基因成簇串联排列，与上游共同的调控区和下游转录终止信号组成的基因表达单位。

15.单顺反子 (monocistron)：一个结构基因转录生成一个mRNA分子。

1 Structural genomics and functiongenomics结构基因组学：经过基因作图、核苷酸分析来确定基因的组成和基因定位。

功能基因组学：在结果基因组学所获得的信息和产物的基础上，全面系统地分析基因的功能。

2 orthologous and paralogous genes直源基因：基因是那些不同种属生物间的同源基因，它们的共同祖先早于种属分化。

旁源基因：基因存在于同种生物中，常识多基因家族的成员，他们的祖先可能早于或晚于种属分化。

4 Enhancer trap and promoter trap增强子陷阱：将某报告基因与一个精巧的启动子相连，组成一增强子陷阱重组体，它不会自主起始转录，而需由被插入的细胞基因组中的增强子帮助才可转录。

若报告基因最终表达，则可推知插入位点附件有增强子或有基因，即实现了以增强子陷阱重组体发现增强子的目的。

启动子陷阱：通过将报告基因插入到细胞基因组的外显子上，一旦发现它与细胞基因组基因共同转录或表达，则可知该报告基因附件有启动子，从而起到了以之为诱饵发现启动子的目的。

5 Ac/Ds transposon and T-DNA insertionT-DNA插入：农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。

Ac/Ds转座子：玉米中的一个转座子家族。

该家族的自主元件是Ac ,它包含和转座相关的酶,能使Ac 、Ds 元件发生转座。

而Ds是一种非自主元件,它单独不能发生转座,可以利用Ac 的转座酶发生转座。

Ac/Ds 系统的转座是通过剪切/粘贴的机制进行的。

请比较全基因组测序中克隆重叠群法（clone by clone）和鸟枪法（shotgunmethod）测序的优缺点。

鸟枪法：将分子打成片段，得到每个片段的序列，然后应用计算机搜索重叠区并构建主序列。

优点：测序速度快，并且不需要遗传或物理图谱。

考试范围及题型考试范围包括所讲过的内容考试题有选择题（单选）、是非题和问答题，其中选择题和是非题有50%左右以英语出题课程复习：原核生物与真核生物两大体系1.原核基因组与真核基因组（prokaryotic genomes and eukaryotic genomes）1.1.大小（size）：基因组大小（genome size）一般以单倍体基因组的核酸量来衡量，单位有pg、Dalton、bp 或kb 、Mb等.1 pg = 6.02 x 1011 Daltons = 9.8 x 108 bp. 原核生物的genome size一般都比较小，且变化范围也不大（最大/最小约为20）。

由于原核生物基因组中的非基因DNA（non-genic DNA）的含量较少，因此它们的基因组大小与其所含的基因数目是相对应的.真核生物的genome size一般要比原核生物的大很多，且变化范围也很大（最大/最小可达8万）1.2.基因结构（gene structure: continuous coding sequences, split genes）类核基因组--环状，较小；通常由单拷贝或低拷贝（low-copy）的DNA序列组成；基因排列紧密，较少非编码序列(streamlined)核基因组--多线状；大小一般要比类核基因组大好几个数量级，且变化范围很大；有大量的非编码序列（重复序列、内含子等）1.3.非编码序列（non-coding sequences: repeated sequences, introns）局部分布的重复序列（串联式的高度重复序列）散布的重复序列（SINES, LINES）内含子（intron）I 类II 类III 类核mRNA内含子（nuclear mRNA intron）即剪接体内含子（spliceosomal intron）核tRNA内含子（nuclear tRNA intron）古细菌内含子（archaebacterial intron）1.4.细胞器基因组（organelle genomes: mitochondrial genomes, chloroplast genomes）线粒体基因组--在不同类型的生物（多细胞动物、高等植物、原生动物、藻类、真菌）中变化很大多细胞动物：细小、致密，没有或很少非编码序列高等植物：复杂、不均一，比动物的大得多原生动物、藻类、真菌：或偏向于动物型，或偏向于植物型，但又有其各自的独特之处叶绿体基因组--比较均一，85 ~ 292 kb（大部分都在120 ~ 160 kb之内）；特例：伞藻属（Acetabularia），2000 kb2.转录（transcription）2.1.RNA聚合酶（RNA polymerase）原核生物：1种，全酶（holoenzyme）由核心酶（2α, β, β’）与σ亚基组成，σ亚基的作用是a)降低酶与非特异DNA的亲和力; b)提升酶与启动子的亲和力。

基因组学的内容
基因组学是研究生物体的基因组结构、功能和演化的学科。

其内容包括以下方面：
1.基因组结构：研究生物体的基因组大小、组成和排列方式。

2.基因组测序：通过提取DNA并测序，掌握一个生物的基因组完整信息。

有两种方法：全长测序和快速测序。

3.基因组注释：把测序得到的DNA序列解析成基因序列、编码序列、非编码序列等，再预测它们的一系列功能。

4.基因组比较：比较两个或多个基因组间的差异，探讨生物的演化、群体分布等问题。

5.基因组进化：研究基因组在演化过程中的多样性、关系和分化。

6.基因组生物学：基于基因组数据研究生物的分子进化、形态演化、生理代谢、表观遗传、蛋白质结构与功能等问题。

7.基因组医学：利用基因组技术研究疾病的遗传基础，为个性化医疗提供基础数据。

8.基因组学应用：基于基因组学的理论和技术，开发应用于生物多样性调查、作物育种、动物繁殖、基础科学研究等的一系列技术和方法。