生物化学论文
- 格式:doc
- 大小:76.50 KB
- 文档页数:6
生物化学论文范文(1)生物化学论文范文生物化学是现代生命科学的重要分支之一,随着科技的不断发展,越来越多的生物学问题被发现与生物化学有着显著的联系。
本文主要探讨生物化学的研究内容和应用领域,并通过举例说明生物化学在生命科学领域中的重要性。
一、生物化学的研究内容生物化学主要关注生物体内的化学物质、分子间的相互作用及其生化过程等问题,其研究对象包括以下几个方面:1. 生命体内大分子的结构与功能:如蛋白质、核酸和多糖等生物大分子的结构和功能,以及它们的合成、降解和重组等生化过程。
2. 生命体内代谢过程:如物质的合成、降解、转运和存储等代谢过程。
通过对物质的代谢途径、合成机制和调节机制的研究,可以深入探究生命体内的代谢调节机制。
3. 生命体内信号转导过程:如内分泌系统、神经信号传递和细胞间的相互作用等生化过程。
通过对信号物质的合成、分泌及受体的结构和功能的研究,可以深入探究生命体内的信号传递机制。
二、生物化学的应用领域在现代生命科学和生物医学领域,生物化学的应用极为广泛。
以下为几个实际应用领域的简要介绍:1. 新药研发:通过研究药物的分子结构和作用机制,可以快速发现有效药物,并提高药物的药效和安全性。
2. 病理分析:通过对疾病相关分子的研究,可以发现引起疾病的分子机制,进一步研究疾病的发生机理,并找到治疗疾病的有效手段。
3. 临床诊断:通过对病人体内化学指标的检测,可以诊断疾病并确定治疗方案,如糖化血红蛋白在糖尿病的诊断中的应用。
4. 生物制造:通过对生命体内重要分子的合成和重组,可以制造具有特定功能的高价值生物制品,如酶、激素和抗生素等。
三、生物化学在生命科学领域中的重要性生物化学是现代生命科学的基石之一,它在以下几个方面具有非常重要的作用:1. 生命体内物质代谢调节机制的研究:通过对物质代谢途径的研究,可以探究生物体内代谢调节机制,为疾病研究和治疗提供有效途径。
2. 生命体内信号传递机制的研究:生物体内的许多生化过程都与各种信号传递系统相关。
关于生物化学论文范文关于《关于生物化学论文范文》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
生物化学是生命科学领域的基础学科和前沿学科,也是“教”与“学”两难学科。
这一学科性质决定了教者要不断更新教学观念,探索和创新教学方法和教学手段。
以下是小编整理的关于生物化学论文范文,供你参考借鉴。
题目:百年诺贝尔化学奖与生物化学的发展摘要:从1901年首次颁发诺贝尔奖以来,有39次化学奖颁给了生物化学领域。
诺贝尔化学奖的颁发既反映了百年来生物化学发展取得的巨大成就,也有力地推动了生物化学从叙述生物化学阶段向动态生物化学和机能生物化学阶段的不断迈进,促进了生物化学学科的快速发展。
关键词:诺贝尔化学奖生物化学发展阶段生物化学是探讨生命现象化学本质的学科,它以研究生命物质的化学组成、性质、结构和功能等静态问题为基础,设计研究各种化学物质在生物体内怎样变化、怎样相互转换、怎样相互制约以及在变化过程中能量转换等动态问题。
在百余年来诺贝尔化学奖的颁发过程中,有39次奖项属于生物化学领域。
这既反映了20世纪以来化学与生命科学研究的紧密联系,也反映了化学科学的发展对解析生命现象的巨大贡献。
1百余年来诺贝尔化学奖与生物化学发展概览生物化学是在18世纪70年代以后,伴随着近代化学和生理学的发展逐步兴起的。
1775年,voisier提出一种观点,认为生物体呼吸过程的本质与燃烧过程一样,均要消耗氧气,释放出二氧化碳和水。
这种观点引发了人们对生物体能量代谢的关注,是近代生物化学研究的开端。
1877年,德国科学家Hoppeseyler等提出了生物化学(biochemie)这个名词。
在这一时期,科学家从生物体内提取出了卵磷脂等有机物质,这对以后的研究起了很大的推动作用。
19世纪末到20世纪初,酶、维生素和激素的发现被认为是这一时期最为重要的三大发现。
1897年,E.Buchner证明了发酵过程在没有酵母菌存在的情况下也可进行,其本质是由酵素即酶引起的催化过程,由此开创了酶化学的研究。
⽣物化学本科毕业论⽂(西北农林科技⼤学)⽬录⽬录 (1)摘要 (4)关键词 (4)ABSTRACT (5)KEY WORDS (5)1.绪论 (6)1.1盐害对植物的影响 (6)1.1.1 盐害简介 (6)1.1.2 盐害对⽟⽶的影响 (6)1.1.3 其它因素对受盐胁迫⽟⽶的影响 (6)1.1.3.1 NO对盐胁迫的缓解作⽤ (6)1.1.3.2 丛枝菌根对盐胁迫的缓解作⽤ (7)1.1.3.3 脱落酸对盐胁迫防御作⽤ (7)1.1.3.4 外源Ca2+对盐胁迫的缓解作⽤ (7)1.1.3.5 铈(Ce)对受盐胁迫⽟⽶的作⽤ (7)1.1.3.6 硅对盐胁迫下⽟⽶幼苗⽣长的影响 (7)1.2实时定量PCR的原理 (8)1.2.1 ⽣物原理 (8)1.2.2 化学原理 (8)1.2.2.1荧光染料嵌⼊法 (8)1.2.3实时定量PCR的重要概念 (9)1.3 MICRO RNA简介 (9)1.3.1 micro RNA概述 (9)1.3.2 植物的microRNA (10)1.3.3 miRNA的特征与差异 (11)1.3.4 鉴定miRNA的⽅法 (11)1.3.5 ⼏种热门的microRNA 介绍 (12)1.3.5.1 mir-21的研究 (12)1.3.5.2 Let-7的研究 (12)1.3.6 MiRNA与植物逆境胁迫的研究进展 (13)1.4 MICRO RNA种类间存在协同作⽤关系 (14)1.5与MICRO RNA研究密切相关的学科或研究⽅向 (14)1.6选题⽬的及意义 (15)1.7实验流程 (15)2.实验内容 (16)2.1材料与仪器 (16)2.1.1 实验材料、试剂、器⽫及资料 (16)2.1.2 实验仪器 (16)2.2实验⽅法 (16)2.2.1营养液的配制 (16)2.2.2⽟⽶种⼦的处理及萌发 (17)2.2.3⽟⽶幼苗的移栽 (17)2.2.4⽟⽶幼苗的处理 (17)2.2.5 总RNA的提取 (17)2.2.5.1 CTAB-LiCl法提取总RNA (17)2.2.5.2 SDS法提取总RNA (18)2.2.5.3 TRNzol-A+法提取总RNA (19)2.2.6 MiRNA定量PCR的引物设计 (19)2.2.7 MiRNA的cDNA的合成 (19)2.2.8 Real Time PCR 反应 (20)2.2.9待检验miRNA的引物设计 (21)2.2.10荧光定量标准曲线的制定 (21)2.2.11 内参的选择 (22)2.3实验结果 (23)2.3.1总RNA提取结果 (23)2.3.2 5个待检测MiRNA的realtime PCR结果 (28)2.3.3 相对表达量的柱状图结果 (30)2.4实验数据处理与结果分析 (38)2.4.1 trizol法提取的总RNA的OD值分析及讨论 (38) 2.4.2 trizol法提取的总RNA的电泳结果分析及讨论 (38) 2.4.3 实时定量PCR结果分析及讨论 (38)2.4.4 相对表达量的柱状图分析 (38)参考⽂献 (40)附录1 缩略词 (41)附录⼆ REALTIME CT值 (41)致谢 (42)NaCl胁迫下⽟⽶幼苗叶⽚中⼏个microRNA的Real-time PCR鉴定作者:谢玺(西北农林科技⼤学⽣命科学学院)指导教师:武永军摘要:microRNAs(miRNAs)是⼀类长度为20-25nt的⾮编码内源⼩分⼦RNA,⼴泛存在于各种⽣物中。
生物化学的发展进程和应用领域研究论文生物化学的发展进程和应用领域研究论文摘要:随着工业化的快速发展, 人们在从事各项工作中无时不刻地获取巨大经济利益。
而现如今, 生物化学作为研究生命物质性质以及结构的技术学科在很大程度上影响并且方便着人们的生活, 同时也在不断改善着人们所生存的环境。
本文综述了生物化学的发展历程, 并总结了其运用的热门方向。
关键词:生物化学; 环境治理; 酶工程; 蛋白质工程;生物化学是由生物与化学相交织形成的一门交叉学科, 它主要研究生命的物质组成及结构、生命过程中所进行的各项化学反应、以及由生命活动产生的生物大分子的结构与各项性质。
随着人们对有关生物化学技术的研究的逐渐加深, 它在制药、环境治理、农业等方面的重要影响越来越受到人们的重视。
1 生物化学的发展进程。
这一学科最早起源于19世纪末期。
从最初的对于植物呼吸与光合作用, 对于酵母菌的研究, 再到后来的20世纪初期对于激素, 维生素的发现。
20世纪30至50年代科研人员们又对各项反应途径进行了探索, 发现了如三羧酸循环的基本代谢途径;20世纪50年代后生物化学技术进入了现代生物化学的发展阶段, 此阶段主要研究的是各种生物大分子的结构及其相互之间的联系。
而这些理论的发展, 离不开生物化学的进步。
20世纪, 生物化学技术飞速发展。
20年代的微量分析技术的发明使得科学家们发现了更多的生物分子;30年代电子显微镜的发明, 又使得人们观察到生物分子的结构;40年代发现的层析、电泳技术成为了生物化学中物质分离中的关键技术;而后来的同位素示踪技术又在各项生命活动的进行过程的研究领域起到了关键作用;70年代科研人员们迎来了基因工程的重要突破;并在80到90年代进入了基因工程发展最为辉煌的时期。
而如今生物化学技术已在众多的领域得到广泛的应用, 并且成为了相当具有前景的一门学科。
2 生物化学的应用。
2.1 环境治理。
我们生活在一个规模极为庞大、关系极复杂又极易受到环境变化的干扰的动态生态系统中。
生物化学与医学论文介绍生物化学是研究生物体内各种物质及其化学变化的学科,医学是用于治疗疾病或保护健康的学科。
生物化学和医学是密不可分的,生物化学研究的成果在医学上应用得到广泛的推广和应用。
在这篇论文中,我将探讨一些最近的生物化学和医学研究成果及其应用,希望能够为人们提供更好的医学诊断和治疗方法。
定向进化技术定向进化技术是生物化学研究领域的重要发现,它被用来在体内生产定制化的蛋白质。
在这个过程中,通过对一系列的突变,优化所需的蛋白质序列,获得最佳的生物活性和稳定性。
这项技术已经成功应用于医学领域,最具有代表性的就是HUMIRA。
HUMIRA是一种创新药物,是人源单克隆抗体,用于治疗类风湿性关节炎和牛皮癣。
它是基于TNFα的,这是一种调节免疫系统的生物活性物质,HUMIRA可以抑制这个物质表达,从而减轻疼痛和炎症。
基因编辑基因编辑是指通过晶体管蛋白等特殊酶的作用,对人体细胞中的DNA进行先进的编辑。
目前,这项技术的最大挑战是不精准的编辑,会导致严重的副作用。
但越来越多的研究表明,精准的基因编辑可以治愈许多的遗传性疾病。
例如,基因编辑技术已经被用于治疗免疫缺陷病毒(HIV),在这个过程中,科学家使用RNA来向细胞核传递CRISPR-Cas9的“指令”,从而摧毁细胞内的HIV基因,并阻止其复制。
通过这种方式,研究者成功地将HIV基因的复制降到很低的水平。
诊断技术诊断技术一直是医学领域关注的一个重点,生物化学研究的进展也在促进诊断技术的发展。
最近,一个名为”Nanopore Sequencing”的技术成为了研究者和医生所关注的一个焦点。
这项技术可以通过体内补偿机制做到精准的检测,从而确定准确的检测结果。
例如,在患有肿瘤的人体中,癌细胞DNA经常会被片段化,这种现象被称为。
关于生物化学论文生物化学是研究生物体内化学分子与化学反应的学科,目前被公认为是生命科学的基础和前沿学科。
下面是店铺为大家整理的关于生物化学论文,供大家参考。
关于生物化学论文范文一:医学检验技术专业生物化学教学改革【摘要】生物化学检验是医学检验技术专业的专业核心课程之一。
在教学过程中面向岗位需求构建课程体系,对课程标准、教学内容、教学方法和考核体系进行全面优化,从而加强学生实践技能和综合职业素质的培养,打造适应临床岗位的技能型专业人才。
【关键词】医学检验技术;生物化学检验;教学改革随着科学技术的发展,医学检验技术在现代临床疾病诊断、治疗效果和预后判断、疾病预防等方面发挥了极其重要的作用。
生物化学检验在临床医学检验工作中占居支柱性的地位,它能在分子水平迅速直观地反映出疾病状态下人体的物质代谢质与量的改变[1]。
生物化学检验课程是医学检验专业的专业核心课程之一,是在分析化学、生物化学、分子生物学、免疫学等学科基础上融合而成的学科,也是一门基础理论和专业实践技术紧密结合的学科。
当今生物化学检验内容日益增多,技术越来越呈现自动化、模块化、系统化,这对高职医学检验专业人才培养提出了更高的要求,同时促使生物化学检验教学需要面向临床应用进行改革。
为此,结合生物化学检验课程特点和我校实际情况,我们对该课程的体系、标准、教学内容和方法、考核体系等方面进行积极的改革与探索。
1基于临床检验需求,积极完善高职生物化学检验课程体系高职医学检验技术专业人才培养目标是“培养具有基础医学、临床医学、医学检验等方面的基本理论和技能,能在各层次医院、血站、疾病预防控制中心、检验检疫部门从事检验医学的医学高级专业应用型人才”。
目前大多数高职医学检验技术专业基本还遵循传统培养模式实行医学基础课、专业课、实验实习课按顺序分段教学,课程体系构建以学科为中心,与现代临床医学检验技术的飞速发展相比,教学内容相对落后,且重理论轻实践。
基于以上现状,我们努力构建以学生为主体,结合临床检验岗位实际需求,注重学生职业素养和应用技能提升,符合就业需求的生物化学检验课程体系。
生物化学论文范文怎么写生物化学是一门综合性较强的学科,学习起来也有一定的难度。
下面是店铺为大家整理的生物化学论文,供大家参考。
生物化学论文范文篇一:《生物化学实验课程化改革》引言生物化学实验是生物工程学中的重要学习内容和探究手段,生物化学实验课程教育直接关系着学生对于生物化学的研究和探索精神。
但是传统的生物化学实验课程实验单一,重复性强,注重实验结果而不是实验过程,重视理论得到验证而不是重新探索研究[1]。
如此,学生的在生物化学中的创新能力和探索精神得不到良好的培养条件。
1生物化学实验课程的现状1.1教育观念落后目前大多数生物化学实验课程是以理论为主,实验为辅的教学理念。
在进行实验前学生已经知道实验结果和实验原理,在动手进行实验的过程中不过是重复书本上的知识,因此许多学生对于做实验没有一个明确的目标。
由于种种原因实验室不具备开放性,这使得许多有心的学生没有办法进行相关的实验研究,从另一方面也可以体现即便是生物化学实验课程,真正做实验的机会也是有限的。
生物化学课程的教学方法单一,还是以课堂老师讲解为主要教学方式,课堂气氛沉闷,学生的能动性也弱。
这样的教学方式直接导致的是学生的自主创新能力和自我学习能力偏弱,在生物化学方面也没有做够的探索方式和探索精神。
对于实验评估也没有一个规范的标准,通常只要实验结果与理论相同即视为通过。
1.2实验室的投入建设力度不够一所学校只有1~2个实验室是目前学校大多数的情况。
实验室已经满足不了学校学生对于实验室的需求。
实验室单一,综合运用性和设计性项目的实验室不多。
实验室里的器材均为较为传统的,没有做到及时更新,致使在进行一些较为新颖的课题时无法进行相关实验。
大多数学校的实验室只有在课程需要的情况下才会被允许使用。
这样就会造成实验室在同一时间被使用的频率频繁,实验室根本就满足不了两个班级或几个班级同时使用的状况。
并且学生在等待实验室的时间中慢慢忘记之前所学习的相关实验步骤和实验理论,致使在实验过程中没有一个清晰的思路和明确的目标。
生物化学与分子生物学期末论文生物化学与分子生物学作为生命科学领域的重要基础学科,对我们理解生命现象的本质和规律起着至关重要的作用。
它融合了化学、生物学和物理学等多学科的知识和方法,旨在揭示生物大分子的结构、功能及其在生命过程中的相互作用。
生物化学主要研究生物体内的化学物质和化学反应,包括蛋白质、核酸、糖类、脂质等生物大分子的结构、性质和代谢途径。
例如,蛋白质是生命活动的主要执行者,其结构的多样性决定了功能的特异性。
通过对蛋白质的氨基酸组成、一级结构、二级结构、三级结构和四级结构的研究,我们能够深入了解蛋白质如何发挥催化、运输、免疫等重要功能。
核酸则是遗传信息的携带者,DNA 的双螺旋结构以及 RNA 的种类和功能,都是生物化学研究的重要内容。
分子生物学则侧重于从分子水平上研究生物大分子的遗传信息传递和表达。
中心法则是分子生物学的核心理论,它描述了遗传信息从DNA 到 RNA 再到蛋白质的流动过程。
基因的转录、翻译以及基因表达的调控机制是分子生物学研究的重点。
例如,转录因子如何结合到基因的启动子区域,调控基因的转录起始;mRNA 的剪接和修饰如何影响蛋白质的合成;以及微小 RNA(miRNA)和长链非编码 RNA (lncRNA)等非编码 RNA 在基因表达调控中的作用等。
在生物化学与分子生物学的研究中,实验技术的发展起到了巨大的推动作用。
例如,X 射线衍射技术使我们能够解析蛋白质和核酸的三维结构;聚合酶链式反应(PCR)技术极大地促进了基因的扩增和分析;基因编辑技术如 CRISPRCas9 为研究基因功能和治疗遗传疾病提供了强大的工具。
生物化学与分子生物学的知识在医学、农业、工业等领域都有着广泛的应用。
在医学方面,对疾病发生机制的研究往往涉及到生物化学和分子生物学的原理。
例如,癌症的发生与细胞信号转导通路的异常、基因突变等密切相关。
通过研究肿瘤相关基因和蛋白质的变化,开发新的诊断方法和治疗药物成为可能。
生物化学相关论文5600字生物化学是指用化学的方法和理论研究生命的化学分支学科。
其任务主要是了解生物的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化。
为大家分享了生物化学的论文,欢迎借鉴!摘要:在生物化学课程中,实验教学是其重要的组成部分,其不仅能加深学生对生物化学相关理论知识的理解,同时还能培养学生掌握基本的分子生物学技术、技能以及培养其形成良好的科研素质,但是,在以往的教学过程中,受教学模式和信息资源的限制,导致学生的学习兴趣并不高,并且也难以进行实验后续的探究评估环节,为此,现代实验教学中,已引进了计算机网络技术开展开放性实验教学模式,其不仅能促进教学方式更加灵活,同时也有效丰富了教学资源,因此其能有效提升生物化学实验课程的教学质量。
本文主要分析了传统生物化学实验教学模式存在的不足,开放式教学模式的需求特点及其在生物化学开放式实验教学中的具体应用,最后总结了在生物化学开放式实验教学中的应用计算机网络的重要意义。
关键词:计算机网络;生物化学;开放式实验教学生物化学课程是一门重要的基础专业课,而在这种课程中,实验技能教学又是教学的重点,因为其不仅关乎到学生的专业动手能力和实践能力,同时其对促进学生从事相关科研工作、适应社会发展均具有重要的影响作用。
为了不断为社会输送专业的生物化学人才,在实验教学过程中需大力培养学生的科研素质和动手能力,为此,只有积极探寻多样性和开放性的实验教学模式,才能更好的培养学生形成自主创新、自主探究的能力,进而更好的实现生物化学实验课程的教学目标[1]。
1.传统生物化学实验教学模式存在的不足1.1学生学习的主导地位不足生物化学实验主要是研究分子生物学相关的技术,因此其涉及的内容和领域较为广泛,且实验操作难度系数相对较大,为了使学生更好的掌握这些知识,在以往的实验教学过程中,教师主要是采用受(板书)和授(口授)等模式进行教学,学生只能被动的跟着教师进行学习和操作,长此以往,便会让学生感觉实验课程枯燥无味,且难以真正的掌握课程相关的理论知识和实验实践操作技能[2]。
生物化学论文生物化学论文生物化学是一门非常重要的课程,下面就是小编为您收集整理的生物化学论文的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!生物化学论文一一、合理应用多媒体和传统教学法一方面,多媒体教学具有直观、生动的特点,它能将抽象概念具象化,通过图片、动画形式将生物化学概念和过程进行形象展示,较传统教学手段有着显著的优势。
在现代教学中,多媒体已然成为了教学中的主导教学方式,传统板书教学的利用已越来越少。
例如,生物化学中关于分子生物学,如蛋白质、核酸以及基因复制、表达和蛋白质合成的内容,就十分适合使用多媒体教学。
分子生物学是从分子水平进行的研究,文字叙述抽象,学生难以理解,而黑板板书也难以准确传达,这时适当使用图片和动画视频进行展示,能让学生在三维空间中观看分子结构,将基因表达调控的动态过程以生动逼真的动画模拟进行演示,辅以老师的讲解,使得学生在观看过程中觉得新鲜有趣,激发学习兴趣,更好理解教学内容,达到理想的教学效果。
另外,除理论教学,实验教学中多媒体的应用也显得十分重要。
学生在实验之前观看实验教学录像,可以近距离观察实验操作细节,不仅能够复习已学技能,还能够清楚地学习实验新技术,减少了实验教学中学生操作不规范、不正确的情况发生。
另一方面,多媒体教学固然在形象和生动上具有优势,但如果教师一味关注生动趣味性,忽略教材结构及文字内容,就会使得学生在复习中往往感到无从下手,觉得书本内容生疏、晦涩难懂,其实并不利于学生的自主学习和对知识体系的整体把握。
这时,教师就要多引导学生关注教材,理清课本的思路和篇章结构,帮助学生构建知识体系,用板书的传统教学手段带领学生搭建学习框架。
例如,当讲解物质代谢过程时,在结束物质基本代谢反应的教学后,教师有必要将物质代谢之间的联系进行归纳总结,在学生已掌握的知识基础上,将章节内容相互关联,形成系统的知识结构。
譬如糖代谢一章包括许多糖代谢途径,如糖的氧化分解,糖原合成、分解,糖异生,糖转化为其它非糖物质等,各章节知识点多、散、杂,老师此时应当充分利用传统教学手段,以血糖平衡为中心,引导学生思考各途径和血糖恒定之间的关系,用文字和图线将血糖的来源去路标识,将各个代谢途径的意义和血糖平衡进行联系,使得学生将糖的所有代谢途径串联在一起,形成关于体内糖代谢的统一认识,这对于生物化学的学习和认知是十分重要的。
生物化学论文
论文题目:人类基因组计划及意义The Human Genome Project and Its Impacts
姓名:叶小东
学号:20091002402
班级:031091
Abstract: This paper introdues the scientific aim of human genome project , analyzes the hereditary information of human beings and provides the basis for studying human life myself.
Key words: human genome project; the significance genome project 人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。
美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。
主要目的在于绘制人体基因图谱,测定由3×109 核苷酸组成的人体23对染色体的全部DNA 序列,人类基因组计划于2000年完成人类基因组“工作框架图”。
2001 年公布了人类基因组图谱及初步分析结果。
一、前言
在生命科学领域随着分子生物学研究的不断深入,80年代末出现了一个新的研究领域---基因组学 (Genomics) 。
基因组研究被称作是20 世纪末21 世纪初最重大的全球性的科研项目,其中以人类基因组计划(HGP)最为重要。
基因在人类的生命过程中占踞着重要的地位,因此围绕着人类基因的研究和探索成为生命科学的热点之一。
基因是具有遗传效应的DNA 片断,每条染色体只含有一个DNA 分子,每个DNA 分子上有很多基因,每个基因中可含有成百上千的脱氧核苷酸,因为有四种碱基,由于碱基的不同就有四种脱氧核苷酸,由于脱氧核苷酸排列的顺序的不同,不同的基因含有不同的遗传信息。
基因通过复制可以把遗传信息传给下一代,基因又可以通过控制蛋白质的合成,以蛋白质的形式表现出与亲代相似的性状,这叫基因表达。
人类基因组是指决定人体生老病死等全部遗传信息的总和,人类基因组只有一套,大约含有近10 万个基因。
人类基因组计划的研究意图就是彻底破译人类基因组的约30亿个核苷酸序列代表的生物学功能,从分子水平全面系统的研究,揭示人类遗传信息之谜。
这就是人类基因组计划。
二、人类基因组计划的研究内容
1、遗传图谱
又称连锁图谱,它是以具有遗传多态性的遗传标记为“路标”,以遗传学距离为图距的基因组图。
6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域,使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近的证据,这样可把这一基因定位于这一已知区域,再对基因进行分离和研究。
对于疾病而言,找基因和分析基因是个关键。
遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。
2、物理图谱
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。
DNA物理图谱是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序,即酶切片段在DNA链上的定位。
因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的,核苷酸序列不同的DNA,经酶切后就会产生不同长度的DNA片段,由此而构成独特的酶切图谱。
因此,DNA物理图谱是DNA分子结构的特征之一。
DNA 是很大的分子,由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分,这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题,故DNA 物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。
3、序列图谱
随着遗传图谱和物理图谱的完成,测序就成为重中之重的工作。
DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。
通过测序得到基因组的序列图谱。
大规模测序基本策略
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。
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。
4、基因图谱
基因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。
在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能,最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。
所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的,而已知的所有蛋白质都是由mRNA编码的,这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或cDNA 片段,也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段,然后,再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交,鉴别出与转录有关的基因。
用PolyA互补的寡聚T或克隆载体的相关序列作为引物对mRNA双端尾侧的几百个bp进行测序得到EST(表达序列标签)。
2000年6月,EMBL中EST 数量已有4,229,786。
基因图谱的意义在于它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。
通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达;也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达,还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。
三、人类基因组计划的意义
1、对人类疾病基因研究的贡献
人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。
对于单基因病,采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的全新思路,导致了亨廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病致病基因的发现,为这些疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础。
对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病(老年性痴呆、精神分裂症)、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重点。
健康相关研究是HGP的重要组成部分,1997年相继提出:“肿瘤基因组解剖计划”“环境基因组学计划”。
2、对医学的贡献
基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预。
3、对生物技术的贡献
(1)基因工程药物
分泌蛋白(多肽激素,生长因子,趋化因子,凝血和抗凝血因子等)及其受体。
(2)诊断和研究试剂产业
基因和抗体试剂盒、诊断和研究用生物芯片、疾病和筛药模型。
4、对细胞、胚胎、组织工程的推动
胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造。
5、对社会经济的重要影响
生物产业与信息产业是一个国家的两大经济支柱;发现新功能基因的社会和经济效益;转基因食品;转基因药物。
四、人类基因组计划的展望
基因组研究与制药、生物技术、农业、食品、化学、化妆品、环境、能源和计算机等工业部门密切相关,这就意味着它能够转化为巨大的生产力。
如基因诊断和基因治疗。
基因诊断是在DNA水平上进行分析、鉴定遗传性疾病所涉及的基因的置换、缺失或插入等突变,直接检测基因结构及表达水平是否正常,从而对疾病做出诊断的方法。
现代医学对于一些与基因变异或表达异常密切相关的疾病,如遗传性疾病,心、脑血管疾病,肿瘤等缺乏最有效的防治措施,而近年来,基因治疗的兴起为上述疾病开辟了新的途径,认为最理想的根治手段应该是在基因水平上予以纠正。
传统的农业和食品部门也可以通过大规模生产和加工基因食品的方式向生物技术和制药合并。
能源、采矿和环境工业也已在分子水平上向基因组研究汇合。
人类基因组计划将为人类提供产生构建新的生物体的可能潜力。
该计划在人
类科学史上又竖起了一座新的里程碑。
这是一项改变世界,影响人类生活的壮举,随着时间的推移,它的伟大意义将愈显昭彰。
人类基因组计划尚未结束,后基因组计划已经被提上了议事日程。
在科学家们看来,完成人类基因组DNA 全序列测定只是破译人类遗传密码的基础,更重要和更大量的工作是功能基因组的研究。
此外,基因的作用是编码蛋白质,真正执行生命活动的是蛋白质与基因组学相比,蛋白质组学更接近生命的本来面目,一些科学家已经开始了蛋白质组的研究。
参考文献
[1]李夏,浅谈人类基因组计划的进程及重要意义[J].民营科技,四川化工职业技术学院,2011,05.
[2] 常凤滨,人类基因组计划研究的进展及其意义[J]. 晋中高等师范专科学校学报,2002,06,19(02)
[3] 杨焕明,人类基因组计划及其意义[J]. 安徽科技,中国科学院遗传研究所,2005,05(2)
[4] Hyman, Steven E.The Meaning of the Human Genome Project for Neuropsychiatric Disorders(vol331,pg1026,2011) . SCIENCE, FRB 25 2011.
[5] Kean, S. The Human Genome (patent) Project (vol 331, pg 530, 2011). SCIENCE, APR 1 2011.。