《人类基因组技术》PPT课件

人类基因组计划与后基因组时代 TransgenicMouse,1982Achievements of gene engineeringTransgenicplant 克 隆 羊 “ 多 莉 ”克 隆 羊 “ 多 莉 ” 的 研 究 者伊 斯 维 姆 .穆 特Nucleus transferringcloning BiochipHuman Genome Project 中心法则（The Central Dogma） DNA是 遗 传 信 息 的 载 体 ， 能 够 为 生 物 活 性 产 物 （ 蛋 白 质 或 RNA） 编 码 的 DNA功 能 片 段 称 为 基 因 (gene)。 DNA通 过 复 制 ， 将 遗 传 信 息 代 代 相 传 。 通 过 基 因 表 达 （ 转 录 和 翻 译 ） ， 将 DNA分 子 携 带 的 遗 传 信 息 转 变 为 蛋 白 质 分 子 的 氨 基 酸 信 息 或 RNA的 信 息 ， 从 而 表 现 出 生 物 体 的 各 种 遗 传 性 状 。 RNA参 与 遗 传 信 息 的 表 达 过 程 。 RNA也 可 作 为 遗 传 信 息 的 载 体 。 以 RNA携 带 遗 传 信 息 的 病 毒 可 以 RNA为 模 板 逆 转 录 合 成 DNA。 核酸 (nucleic acid) 是 以 核 苷 酸 为 基 本 组 成 单 位 的 生 物 信 息 大 分 子 ， 起 携 带 和 传 递 遗 传 信 息 的 作 用 。 核酸的分类、分布及功能 脱 氧 核 糖 核 酸 (deoxyribonucleic acid, DNA):90%以 上 分 布 于 细 胞 核 ， 其 余 分 布 于 线 粒 体 内 。储 存 和 携 带 遗 传 信 息 。 核 糖 核 酸 (ribonucleic acid, RNA):分 布 于 胞 核 、 胞 质 、 线 粒 体 中 。参 与 遗 传 信 息 的 表 达 ， 病 毒 RNA也 可 作 为 遗 传信 息 的 载 体 。 核 酸 可 在 核 酸 酶 的 作 用 下 水 解 成核 苷 酸 ， 因 此 核 苷 酸 是 核 酸 的 基 本 构成 单 位 。 核 苷 酸 又 由 碱 基 、 戊 糖 和 磷酸 组 成 。 核酸 核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 碱基 一 、 碱 基 (base) 嘌呤 嘧啶 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 胸腺嘧啶（T） 两种核酸均有 RNA有 DNA有 碱基 碱 基 结 构 ： 嘌呤 腺嘌呤 鸟嘌呤 N N N NH N N N NH HN N N NH NH2 H2N O(purine, Pu) (adenine, A) (guanine, G) 7 8912 3 456 嘧啶 胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶 N N N NH HN NH HN NH O O O O O CH 3 NH 2 (pyrimidine, Py) (cytosine, C) (uracil, U) (thymine, T) 12 4 5 63 嘌 呤 和 嘧 啶 环 中 的 共 轭 双 键 对 260nm左右 的 紫 外 光 具 有 较 强 的 光 吸 收 。此 特 点 可 用 作 对 核 酸 、 核 苷 酸 、 核 苷及 碱 基 进 行 定 性 和 定 量 分 析 。 二 、 戊 糖戊 糖 结 构 ： 1 24 5 3 O OHOH HH H CH2OH H OH O HOH HH H CH2OH H OH -D-核糖 -D-2-脱氧核糖 1 2 3 4 5 （构成 ） （构成 ）（ ） （ ）RNA DNA-D-ribose -D-2-deoxyribose 三 、 核 苷 （ ribonucleoside)： 嘌 呤 碱 N-9或 嘧 啶 碱 N-1与 核 糖 或 脱 氧 核 糖 C-1 通 过 C-N糖 苷 键 相 连 形 成 核 苷 或 脱 氧 核 苷 。核 苷 的 命 名 就 是 在 核 苷 的 前 面 加 上 碱 基 的 名称 ， 如 腺 嘌 呤 核 苷 ， 简 称 腺 苷 ； 如 果 由 脱 氧 核糖 构 成 的 ， 就 再 加 上 “ 脱 氧 ” 二 字 ， 如 脱 氧 胞嘧 啶 核 苷 ， 简 称 脱 氧 胞 苷 ， 依 次 类 推 （ P.156表 9 1） 。 胞嘧啶脱氧核苷 1N NO NH2 12O HOH HH H CH2OH H 糖苷键 腺嘌呤核苷 N N N N9 NH2 O OHOH HH H CH2OH H 12 糖苷键 四 、 核 苷 酸 （ nucleotide） 核 苷 （ 或 脱 氧 核 苷 ） 与 磷 酸 通 过 酯 键 结 合 构 成 核 苷 酸 （ 或 脱 氧 核 苷 酸 ） 。 生 物 体 内 多 数 核 苷 酸 都 是5 -核 苷 酸 。 糖苷键 酯键 腺 苷 酸 N N N N9 NH 2 O OHOH HH H CH 2 H 1 2 OPO -HO O 核 苷 酸 的 命 名 ：“ 核 苷 ” “ 磷 酸 ” ：l 核 苷 一 磷 酸 （ nucleoside monophosphate, NMP）l 核 苷 二 磷 酸 （ nucleoside diphosphate, NDP）l 核 苷 三 磷 酸 （ nucleoside triphosphate, NTP）再 加 上 碱 基 的 名 称 ， 就 构 成 了 各 种 核 苷 酸 的 命 名 。 N N N N NH 2 O OHOH HH H CH 2 H OPO -HO O AMP N N N N NH 2 O OHOH HH H CH 2 H OPO-O OPHO O-O ADP N N N N NH2 O OHOH HH H CH2 H OPO-O OPO O-OPO-O O ATP 五 、 核 酸 的 一 级 结 构 指 核 酸 中 核 苷 酸 的 排 列 顺 序 。又 称 为 核 苷 酸 序 列 或 碱 基 序列 。 核 苷 酸 之 间 通 过 3， 5-磷酸 二 酯 键 相 连 形 成 的 线 性 大分 子 ， 称 为 核 苷 酸 链 。 (是 前一 核 苷 酸 的 3 -OH和 后 一 核苷 酸 的 5 -磷 酸 形 成 的 ) O OHO HH H CH 2HO PHO O P OHHO O O OHO HH H CH 2HO PHO O O OHOH HH H CH 2HO NNNN NH 2 NHNNN O NH 2 NNNH 2 OC A G5-端 3-端 5 5 5 3 3 3 书 写 方 法 ： 从 5 到 3方 向 P P A P C P C P T P G OH C P T P A P A 5 3 pApCpTpGpCpTpApApC-OH 3 5 ACTGCTAAC 3 5 DNA 与 RNA的 区 别核 酸 碱 基 核 糖DNA A、 G、 C、 T 脱 氧 核 糖RNA A、 G、 C、 U 核 糖 第 二 节 DNA的 结 构 与 功 能 一 、 DNA的 二 级 结 构 双 螺 旋 结 构（ 一 ） DNA双 螺 旋 结 构 研 究 背 景 Chargaff规 则 ：1. A=T， G=C；2. 不 同 生 物 种 属 的 DNA碱 基 组 成 不 同 ；3. 同 一 个 体 的 不 同 器 官 或 组 织 的 DNA碱 基组 成 相 同 。此 外 ， Franklin获 得 了 DNA的 X线 衍 射 照 片 ， 提 示DNA是 双 链 的 螺 旋 形 分 子 。 （ 二 ） DNA双 螺 旋 结 构 1953年 ， Watson和 Crick以 Chargaff规 则 为 基 础 ， 经 过 对 DNA晶 体 的 X 射 线 衍射 分 析 ， 提 出 了 右 手 DNA双 螺 旋 结 构 模 型 。 DNA双 螺 旋 结 构 模 型 的 要 点 :1.DNA分 子 由 两 条 反 向 平 行 的 多 核 苷 酸 链 围 绕 同 一 中 心 轴构 成 的 双 螺 旋 结 构 ， 一 条 链 的 走 向 是 5 -3 ， 另 一 条 链 的 走向 是 3 -5 。 两 条 链 均 为 右 手 双 螺 旋 （ double helix)。2.磷 酸 -脱 氧 核 糖 骨 架 位 于 螺 旋 外 侧 ， 碱 基 垂 直 于 螺 旋 轴而 伸 入 内 侧 。 表 面 有 大 沟 和 小 沟 。 这 些 沟 状 结 构 与 蛋 白 质 、DNA之 间 的 相 互 识 别 有 关 。3.螺 旋 直 径 2nm ， 碱 基 平 面 与 螺 旋 轴 垂 直 ， 相 邻 碱 基 的 距 离为 0.34nm,其 旋 转 夹 角 为 36 ， 每 圈 螺 旋 含 10个 碱 基 对 （ bp） ， 螺 距 为 3.4nm ， 5 5 3 3 4.两 条 链 通 过 碱 基 间 的 氢 键 相 连 ， AT配 对 含 两个 氢 键 ， CG配 对 含 三 个 氢 键 ， 这 种 A-T、 C-G配 对 的 规 律 ， 称 为 碱 基 互 补 规 则 。5.维 持 双 螺 旋 稳 定 的 因 素 ： 横 向 为 氢 键 ， 纵向 为 碱 基 间 的 堆 积 力 。 碱 基 互 补 配 对 ： （ 三 ） DNA结 构 的 多 样 性 B型 DNA双 螺 旋 是 核 酸 二 级 结 构 的 重 要形 式 。 当 改 变 了 溶 液 的 离 子 强 度 和 相 对 湿 度时 ， DNA螺 旋 结 构 可 以 改 变 ， 除 B型 外 ， 还有 Z型 及 A型 。 在 体 内 ， 不 同 构 象 的 DNA可 能 与 基 因 表达 的 调 控 有 关 。 三 种 类 型 DNA双 螺 旋 的 比 较 类型 螺 旋方 向 螺 距(nm) 每 圈bp数 螺 旋直 径 骨 架走 行 存 在 条 件A型 右 手螺 旋 2.3 11 变 宽 平 滑 体 外 脱 水B型 右 手螺 旋 3.4 10 2nm 平 滑 随 机 DNA生理 条 件 下Z型 左 手螺 旋 4.5 12 变 窄 锯 齿型 CG间 隔 排 列区 段 二 、 DNA的 超 级 结 构（ 一 ） 超 螺 旋 ： 原 核 生 物 DNA的 高 级 结 构 。 正 超 螺 旋 ， 负 超 螺 旋 （ 二 ） 核 小 体 、 真 核 生 物 染 色 质 的 基 本 组 成 单 位 是核 小 体 。 核 小 体 ： DNA与 组 蛋 白 构 成 ； 1.H2A,H2B,H3,H4各 两 分 子 构 成 八 聚 体 （ 核 心 组蛋 白 ） ， DNA双 链 缠 绕 形 成 核 心 颗 粒 2.连 接 DNA与 组 蛋 白 H1结 合 ， 将 各 核 心 颗 粒 连 接 成 串株 样 结 构 。 3.由 许 多 核 小 体 形 成 的串 珠 样 结 构 又 进 一 步 盘 曲成 直 径 为 30nm 的 中 空 的染 色 质 纤 维 ， 称 为 螺 线 管 。 螺 线 管 再 经 几 次 卷 曲 才 能 形 成 染 色 单 体 。人 类 细 胞 核 中 有 46条 染 色 体 ， 这 些 染 色 体 的 DNA总 长 达 1.7m,经 过 这 样 的 折 叠 压 缩 ， 46 条 染 色 体 总 长 亦 不 过 200nm 左 右 。 三 、 DNA的 功 能 以 基 因 的 形 式 携 带 遗 传 信 息 ； 并 作 为 基 因 复 制 和转 录 的 模 板 。 它 是 生 命 遗 传 的 物 质 基 础 （ 基 因 的 物质 基 础 ） ， 也 是 个 体 生 命 活 动 的 信 息 基 础 。 基 因 ： （ 从 结 构 上 定 义 ） 是 指 DNA分 子 中 的 特 定 区段 ， 其 中 的 核 苷 酸 排 列 顺 序 决 定 了 基 因 的 功 能 。 （ 从 功 能 上 定 义 ） 是 为 生 物 活 性 物 质 编 码 的 DNA功 能片 段 。 mRNA的 功 能 ： 把 核 内 DNA的 碱 基 顺 序 (遗 传 信 息 ),按 照 碱 基互 补 的 原 则 ,抄 录 并 转 送 至 胞 质 ,在 蛋 白 质 合 成 中用 以 翻 译 成 蛋 白 质 中 氨 基 酸 的 排 列 顺 序 (作 为 蛋 白质 合 成 的 模 板 )。 mRNA分 子 上 每 3个 核 苷 酸 为 一 组 ,称 为 三 联 体 密 码 (triplet code)。 tRNA的 功 能 ： 在 蛋 白 质 合 成 中作 为 氨 基 酸 的 载 体 三、rRNA的结构与功能 大 亚 基rRNA + 核 蛋 白 体 蛋 白 核 蛋 白 体 (ribosome) 小 亚 基 核 蛋 白 体 的 组 成亚 基 原 核 生 物 （ 70S） 真 核 生 物 （ 80S）蛋 白 质 rRNA 蛋 白 质 rRNA小 亚 基 21种 30 S 16S 33种 40 S 18S大 亚 基 31种 50 S 23S5S 49种 60 S 28S5.8S5S rRNA的 功 能 ： 参 与 构 成 核 蛋 白 体 ， 核 蛋 白 体是 蛋 白 质 合 成 的 场 所 。 人 类 基 因 组 计 划 的 问 世 和 实 施虽 然 人 类 已 经 经 过 多 年 的 努 力 ， 但 解 开 生 命 之 谜 的 愿 望 还未 实 现 。 以 往 的 失 败 使 大 家 认 识 到 ， 单 靠 一 门 学 科 的 独 自努 力 太 局 限 了 ， 难 以 完 成 人 类 对 自 身 的 认 识 和 保 护 。 美 国投 巨 资 的 肿 瘤 十 年 计 划 基 本 上 以 失 败 告 终 就 说 明 这 个 问 题。 现 在 ， 人 们 认 识 到 先 认 识 全 局 再 研 究 局 部 也 许 会 讯 捷 和方 便 的 多 。 于 是 ， 决 定 开 始 进 行 人 的 基 因 组 的 研 究 ， 由 此形 成 了 基 因 组 学 和 人 类 基 因 组 计 划 . 2000年 6月 26日 ， 六 国 科 学 家 宣 布 完 成 了 99%的 测 序 计 划 ，获 得 了 HGP的 “ 工 作 框 架 图 ” （ Working Draft） ， 此 为人 类 基 因 组 计 划 中 的 一 个 重 要 的 里 程 碑 。2003月 4月 , 人 类 基 因 组 计 划 宣 布 测 序 工 作 全 部 提 前 完 成 。人 类 基 因 组 计 划 最 初 的 目 标 是 ： 测 定 30亿 个 碱 基 对的 排 列 顺 序 ， 确 定 基 因 在 染 色 体 上 的 位 置 ， 破 译 人 类 全部 遗 传 信 息 。人 类 基 因 组 计 划 开 展 至 今 ， 对 生 命 科 学 、 医 学 、 生 物 技术 和 制 药 工 业 产 生 了 深 远 的 影 响 ， 一 批 新 的 交 叉 学 科 如功 能 基 因 组 学 ， 蛋 白 质 组 学 ， 药 物 基 因 组 学 和 生 物 信 息学 等 应 运 而 生 ， 并 得 到 了 迅 速 发 展 ， 成 为 新 千 年 中 生 物科 学 研 究 中 最 活 跃 的 领 域 。 基 因 是 控 制 生 物 体 遗 传 性 状 的 基 本 单 元 。 基 因 组 则 是 表 示 一个 生 物 体 所 有 遗 传 信 息 的 总 和 。 人 的 单 倍 体 基 因 组 包 括3 109 碱 基 对 （ bp） 。 总 长 度 约 1米 。 有 大 约 5万 10万 个基 因 。一 个 生 物 体 基 因 组 所 包 含 的 信 息 决 定 了 该 生 物 体 的 生 长 、 发育 、 繁 殖 和 消 亡 等 所 有 生 命 现 象 。人 类 基 因 组 核 基 因 组 分 布 在 22条 常 染 色 体和 X、 Y性 染 色 体 上 。线 粒 体 基 因 组 （ 双 链 环 状 DNA） 经 典 的 “ 基 因 学 ” 与 “ 基 因 组 学 ” 的 相 同 之 处 是 研 究 基 因 ,不 同之 处 是 在 策 略 上 ,前 者 是 “ 零 敲 碎 打 ” ,而 后 者 是 “ 整 体 阐 明 ” ，从 整 体 上 研 究 人 类 整 个 基 因 组 的 序 列基 因 组 学是 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 讨 生 命 活 动 的 内 在 规 律 及 其 与 内 外 环 境 的 关 系 的 一 门 科 学 。基 因 组 学 的 分 类根 据 研 究 的 目 的 可 分 为 ：结 构 基 因 组 学 ； 建 立 高 分 辨 率 的 遗 传 、 物 理 转 录 和 序 列 等 图 谱 。功 能 基 因 组 学 ； 确 定 并 分 析 基 因 组 的 全 部 功 能 。 HGP的 首 要 目 标 是 测 定 全 部 DNA序 列 ， 因 目 前 的 测 序 技 术不 能 进 行 很 长 的 DNA测 序 ， 因 此 计 划 的 第 一 阶 段 要 分 解 基因 组 这 一 巨 大 的 研 究 对 象 ， 将 其 分 为 容 易 操 作 的 小 的 区 域 ，这 个 过 程 简 称 为 染 色 体 作 图 。 根 据 使 用 的 标 记 和 手 段 的 不同 ， HGP的 基 本 任 务 可 用 4张 图 谱 来 概 括 ；即 遗 传 图 谱 ， 物 理 图 谱 ， 序 列 图 谱 和 表 达 图 谱 。 1、 遗 传 图 谱 （ genetic map） 遗 传 图 谱 又 称 遗 传 连 锁 图 （ linkage map） 。是 指 基 因 或 DNA标 志 在 染 色 体 上 的 相 对 位 置 与 遗 传 距 离 。 遗 传距 离 用 重 组 率 来 衡 量 。 即 通 过 计 算 两 个 连 锁 的 遗 传 标 记 在 每 次减 数 分 裂 中 的 重 组 概 率 ， 确 定 两 者 的 相 对 距 离 。 其 单 位 用 厘 摩（ cM ） 表 示 。 1厘 摩 表 示 每 次 减 数 分 裂 的 重 组 频 率 为 。厘 摩 值 越 高 表 明 遗 传 标 志 物 两 点 之 间 距 离 越 远 ， 值 越 低 则 两 点间 距 离 越 近 。 此 基 因 定 位 属 遗 传 学 的 研 究 范 畴 。 遗 传 图 既 然 是 图 ， 就 应 在 图 上 设 标 记 ， 标 记 越 细 找 到 东 西 就 越方 便 ， 在 过 去 若 干 年 里 ， 标 记 已 有 几 次 从 “ 粗 ” 演 变 到 “ 细 ” 。遗 传 图 谱 的 绘 制 需 要 应 用 多 态 性 标 志 。 所 有 “ 遗 传 多 态 性 ” 的分 子 基 础 都 是 核 酸 的 差 异 , 人 类 基 因 组 研 究 的 主 要 内 容 遗 传 多 态 性 （ Polymorphism） 标 志 人 类 的 DNA序 列 上 平 均 每 几 百 个 碱 基 会 出 现 一 些 变 异 ， 这 些变 异 通 常 不 产 生 病 理 性 后 果 ， 并 按 照 遗 传 规 律 由 亲 代 传 给 子代 ， 从 而 在 不 同 个 体 间 表 现 出 不 同 ， 既 遗 传 多 态 性 。 多 态 性可 用 作 为 遗 传 标 志 。限 制 性 片 段 长 度 多 态 性 （ Restriction Fragment Length Polymorphism， RFLP） 。RFLP是 最 早 得 到 应 用 的 多 态 性 标 记 ； 不 同 个 体 的 DNA在 用 某种 限 制 性 内 切 酶 水 解 时 ， 会 产 生 两 种 不 同 长 度 的 水 解 片 段 。是 因 为 一 个 多 态 性 位 点 出 现 在 某 种 限 制 性 内 切 酶 的 酶 切 位 点上 造 成 的 。RFLP最 成 功 的 运 用 是 在 Hungtington舞 蹈 症 的 基 因 定 位 上 。 但 由 于 这 类 标 记 数 量 较 少 ， 多 态 性 信 息 因 而 较 低 。 80年 代 发 展 起 来 的 第 二 代 多 态 性 标 记 包 括 : 可 变 数 目 的 串 联 重 复 （ Variable Number Tandem Repeats，VNTR） VNTR分 布 在 人 类 基 因 组 的 非 编 码 区 ， 是 一 些 串 联 排 列 的 十几 个 碱 基 的 重 复 序 列 ， 重 复 次 数 一 般 在 十 次 左 右 。 VNTR的 等 位基 因 常 常 在 10个 以 上 ， 信 息 量 比 RFLP大 得 多 。 短 串 联 重 复 序 列 （ short tandem repeat, STR） , 又 称 微 卫 星(micro-satellite, MS)标 志 。是 一 些 由 2-6个 碱 基 组 成 的 重 复 序 列 。 微 卫 星 标 记 在 人 类 基 因 组中 分 布 比 较 平 均 ， 数 目 较 多 ， 提 供 的 信 息 量 相 对 很 大 。 MS的 出 现 不 但 使 遗 传 图 的 精 度 得 到 了 进 一 步 提 高 ， 同 时 也 成 为物 理 图 谱 上 的 标 志 ， 从 而 促 进 了 遗 传 图 谱 与 物 理 图 谱 的 整 合 。 单 核 苷 酸 多 态 性 （ Single Nucleotide Polymorphism， SNP）第 三 代 SNP是 一 种 双 等 位 的 多 态 性 标 记 ， 多 态 性 仅 表 现 为 单 个核 苷 酸 的 差 异 。 SNP在 基 因 组 中 的 数 目 多 ， 可 达 到 300万 个 ，平 均 每 1000个 碱 基 对 就 有 一 个 。 因 而 成 为 一 种 信 息 量 非 常 大 的遗 传 标 记 系 统 。 SNP可 能 在 密 度 上 达 到 人 类 基 因 组 “ 多 态 ” 位点 数 目 的 极 限 。SNP与 RFLP、 STR等 DNA标 记 的 不 同 ,是 不 再 以 “ 长 度 ” 的 差 异 作为 检 测 手 段 ,而 直 接 以 序 列 的 差 异 作 为 标 记 。SNP成 为 研 究 基 因 多 样 性 和 识 别 、 定 位 疾 病 基 因 的 一 种 新 型 手段 这 种 标 记 覆 盖 密 度 大 ， 为 DNA芯 片 技 术 应 用 于 遗 传 作 图 提供 了 基 础 。 SNP的 一 个 突 出 优 点 是 可 以 利 用 多 种 技 术 手 段 方 便的 检 出 ， 因 而 在 医 药 领 域 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 。 SNP 2、 遗 传 图 谱 的 应 用 通 过 遗 传 图 谱 ， 可 大 致 了 解 各 个 基 因 或 DNA片 断 之间 的 相 对 距 离 与 方 向 ， 如 哪 个 基 因 更 靠 近 着 丝 粒 ， 哪 个更 靠 近 端 粒 等 。 遗 传 距 离 是 通 过 遗 传 连 锁 分 析 获 得 的 ，遗 传 图 谱 不 仅 是 定 位 基 因 的 重 要 手 段 ， 即 使 在 人 类 基 因组 物 理 图 谱 建 立 起 来 之 后 ， 它 依 然 是 研 究 人 类 基 因 组 遗传 与 变 异 的 重 要 手 段 。 二 . 物 理 图 谱 即 确 定 两 个 遗 传 标 记 之 间 的 实 际 （ 绝 对 ） 距 离 。 物 理 图 以一 段 已 知 核 苷 酸 序 列 的 片 段 STS序 列 为 路 标 ， 以 碱 基 对 数 目的 多 少 为 图 距 表 示 ， 图 距 基 本 单 位 是 Mb、 kb、 bp。序 列 标 签 位 点 （ Sequence Tagged Sites， STS） 用 来 确 定 相连 或 重 叠 的 DNA片 段 ,近 而 确 定 片 段 在 基 因 组 的 位 置 。首 先 ， 物 理 图 要 获 得 大 量 定 位 明 确 STS， 其 次 ， 在 此 基 础 上构 建 覆 盖 每 条 染 色 体 的 大 片 段 DNA的 连 续 克 隆 系 ， 为 最 终 完成 全 序 列 的 测 定 奠 定 基 础 。 2、 物 理 图 谱 的 应 用 首 先 ， 物 理 图 要 获 得 大 量 定 位 明 确 STS， 每 个 基 因 、 每 条染 色 体 ， 每 一 个 个 体 的 基 因 组 都 具 有 其 特 异 的 物 理 图 。 其 次 在此 基 础 上 构 建 覆 盖 每 条 染 色 体 的 大 片 段 DNA的 连 续 克 隆 系 ， 为最 终 完 成 大 规 模 全 序 列 的 测 定 奠 定 基 础 。物 理 图 谱 是 进 行 DNA分 析 和 基 因 结 构 研 究 的 基 础 。 三 、 序 列 图 谱 是 分 别 将 各 染 色 体 全 部 碱 基 序 列 绘 制 的 图 谱 。 包 括 转 录 序列 和 非 转 录 序 列 。目 前 的 策 略 是 把 庞 大 的 基 因 组 分 成 若 干 有 路 标 的 区 域 后 ，进 行 测 序 分 析 。 将 测 出 的 每 一 个 DNA片 段 按 其 染 色 体 位 置进 行 准 确 的 排 列 ， 从 而 得 到 人 类 基 因 组 DNA序 列 的 全 貌 。测 序 方 法 有 多 种 ： 全 基 因 组 的 “ 鸟 枪 法 ” 测 序 策 略 ， cDNA测 序 ， 及 BAC DNA测 序 等 。目 前 ， 我 们 可 以 从 基 因 网 的 数 据 库 中 查 到 所 有 基 因 的 序 列 人 类 基 因 组 测 序 中 国 实 验 室 探 密 1990年 10月 ， 被 誉 为 生 命 科 学 阿 波 罗 登 月 计 划 的 国 际 人 类 基 因 组 计 划 启 动 。 1999年 9月 ， 中 国获 准 加 入 人 类 基 因 组 计 划 ， 负 责 测 定 全 部 序 列 的1 。 承 担 1 主 要 测 序 任 务 的 中 科 院 遗 传 所 人类 基 因 组 中 心 坐 落 在 北 京 顺 义 空 港 工 业 园 B区 ，一 座 并 不 显 眼 的 四 层 楼 内 。 1998年 8月 11日 ， 中 科 院 遗 传 所 的 人 类 基 因组 中 心 开 张 。 1999年 2月 ， 中 心 决 定 搞 大 规模 基 因 组 测 序 ， 以 创 造 加 入 国 际 测 序 俱 乐 部 的 条 件 。 同 年 7月 7日 ， 中 国 在 国 际 人 类 基 因组 测 序 协 作 组 登 记 ， 申 请 加 入 国 际 测 序 俱 乐部 。 9月 1日 ， 在 伦 敦 举 行 的 第 五 次 人 类 基 因组 测 序 战 略 会 议 上 ， 北 京 中 心 （ 中 科 院 遗 传所 人 类 基 因 组 中 心 ） 作 为 新 的 会 员 加 入 。 目前 我 国 已 启 动 了 中 国 生 物 资 源 基 因 组 计 划 ，第 一 个 项 目 是 水 稻 ； 第 二 个 将 是 猪 ， 人 类 的器 官 移 植 需 要 它 们 ； 第 三 个 是 血 吸 虫 ， 现 在血 吸 虫 病 还 没 有 消 灭 ， 并 且 还 在 回 头 。 中 国 科 学 家 今 年 4月 提 前 完 成 了 人 类 基因 组 计 划 1 的 测 序 任 务 ， 使 得 这 一 由六 国 参 加 的 重 大 生 物 工 程 于 6月 26日 如期 完 成 。 通 过 参 与 这 一 国 际 项 目 ， 中 国的 基 因 组 测 序 能 力 一 举 进 入 世 界 四 强 ，为 21世 纪 的 中 国 生 物 产 业 带 来 了 光 明 和希 望 。 生 物 信 息 学 （ bioinformatics）是 一 门 新 兴 的 交 叉 学 科 。 既 涉 及 生 物 又 涉 及 物 理 。 是 伴 随 基因 组 研 究 而 产 生 的 。基 因 组 研 究 需 要 依 赖 生 物 信 息 学 。 因 伴 随 着 研 究 ， 相 关 信 息出 现 了 爆 炸 性 增 长 ， 需 要 对 海 量 信 息 进 行 处 理 和 数 据 分 析 。更 为 本 质 的 原 因 是 基 因 组 数 据 的 复 杂 性 。 如 何 读 懂 它 是 个 极大 的 难 题 。 要 解 决 问 题 就 得 发 展 分 析 理 论 、 方 法 、 技术 、 工 具 ， 必 须 依 赖 计 算 机 的 信 息 处 理 。人 类 基 因 组 研 究 的 目 的 ， 不 是 为 了 单 纯 地 积 累 数 据 ， 而 是 要揭 示 大 量 数 据 中 所 蕴 藏 的 内 在 规 律 ， 从 而 更 好 地 认 识 和 保 护生 命 。 基 因 组 研 究 最 终 是 把 生 物 学 问 题 转 化 成 对 数 字 符号 的 处 理 问 题 。 要 解 决 数 据 的 问 题 ， 就 必 须 依 赖计 算 机 的 信 息 处 理 。Super computer 具 体 地 说 ， 是 把 基 因 组 序 列 信 息 作 为 源 头 ， 找 到 序列 中 代 表 蛋 白 质 和 基 因 的 编 码 区 ； 同 时 阐 明 基 因 组中 大 量 存 在 的 非 编 码 区 的 信 息 实 质 ， 破 译 隐 藏 在 序列 中 的 遗 传 语 言 规 律 。 在 此 基 础 上 ， 归 纳 、 整 理 与基 因 组 遗 传 信 息 释 放 及 其 调 控 相 关 的 转 录 谱 和 蛋 白质 谱 的 数 据 ， 从 而 认 识 代 谢 、 发 育 、 分 化 、 进 化 的规 律 。 有 两 项 生 物 信 息 学 是 重 要 的 ：*构 建 与 疾 病 相 关 的 人 类 基 因 信 息 数 据 库 （ 包 括 SNP数 据 库 ）*发 展 有 效 地 分 析 基 因 分 型 数 据 的 生 物 信 息 学 算 法 ， 特 别 是 将SNP数 据 与 疾 病 和 致 病 因 素 相 关 的 计 算 方 法 。HGP决 定 性 的 成 功 取 决 于 生 物 信 息 学 和 计 算 机 生 物 学 的 发 展和 应 用 ， 主 要 体 现 在 数 据 库 对 数 据 的 储 存 能 力 和 分 析 工 具 的 开 发 。 这 些 都 将 成 为 人 类 基 因 组 计 划 延 伸 篇 中 的 主 要 内 容 。 。后 基 因 组 计 划 （ post-genome project） 完 成 测 序 后 意 味 着 结 构 基 因 组 学 的 结 束 。 人 类 迈 入 了 后 基 因 组 时代 功 能 基 因 组 的 研 究 时 代 ， 其 研 究 内 容 是 对 基 因 组 的 功 能 进 行探 索 。功 能 基 因 组 学核 心 问 题 主 要 包 括 ： 基 因 组 的 多 样 性 研 究 ， 基 因 组 的 表 达 及 其 时间 、 空 间 调 控 ； 模 式 生 物 体 基 因 组 研 究 等 。 其 中 以 生 物 芯 片 测 试功 能 基 因 表 达 图 谱 ， 以 遗 传 工 程 模 式 动 物 测 试 基 因 功 能 为 主 要 手段 。 模 式 动 物 构 建 的 关 键 在 于 转 基 因 或 基 因 敲 除 。 还 包 括 ：“ 蛋 白 质 组 ” 计 划 、 “ 环 境 基 因 组 学 ” 、“ 药 物 基 因 组 学 ” 、 “ 癌 肿 基 因 组 解 剖 学 计 划 ” 总 之 ， 人 类 基 因 组 计 划 的 内 涵 和 外 延 将 不 断 地 扩 展 。 用 实 验 方 法 ， 把 外 源 目 的 基 因 整 合 到 动 物 受 精 卵 或 胚 胎 干 细 胞的 基 因 组 中 ， 再 导 入 动 物 子 宫 ， 使 之 发 育 成 个 体 ， 并 把 目 的 基因 遗 传 给 子 代 的 动 物 。世 界 上 第 一 只 转 基 因 动 物 巨 鼠 ， 是 将 大 白 鼠 生 长 激 素 基 因 导 入小 白 鼠 的 受 精 卵 中 ， 再 将 这 个 受 精 卵 移 入 借 腹 怀 胎 的 母 鼠 子 宫中 ， 产 下 小 白 鼠 比 一 般 的 大 一 倍 。 这 只 在 遗 传 学 上 具 有 重 大 意义 的 转 基 因 动 物 的 研 究 培 育 成 功 ， 展 现 出 诱 人 的 光 明 前 景 。 由 注 射 癌 症 相 关 基 因 的 胚 胎 培 养 而 成 的 “ 癌 症 小 鼠 ” 已 获 得 专利 。 这 些 小 鼠 已 用 作 癌 症 研 究 中 的 治 疗 模 型 。 转 基 因 技 术转 基 因 和 基 因 敲 除 技 术 第 一 代 转 基 因 和 基 因 敲 除 技 术 起 源 于 80年 代 末 期 。 它 对于 生 命 科 学 的 研 究 带 来 了 革 命 性 的 变 化 。 但 第 一 代 技 术不 具 备 时 间 和 空 间 特 异 性 。 1993年 第 二 代 区 域 和 组 织 特 异 性 基 因 敲 除 和 转 基 因 技 术的 研 究 。 1996年 首 次 创 造 了 国 际 上 第 一 个 脑 区 特 异 性 的基 因 敲 除 模 式 动 物 。 被 誉 为 条 件 性 基 因 敲 除 研 究 的 里 程碑 。第 三 代 基 因 敲 除 技 术 以 时 间 可 调 性 和 区 域 特 异 性 为 标 志的 。目 前 ， 第 四 代 （ 特 定 蛋 白 质 条 件 性 可 诱 导 敲 除 ） 基 因 工程 技 术 研 究 也 取 得 了 突 破 性 进 展 。 制 备 转 基 因 动 物 的 三 个 必 不 可 少 的 步 骤 是 ： 欲 转 移 DNA的 构 建 转 基 因 可 通 过 常 规 重 组 DNA技 术 完 成 。 包 括 目 的 基 因 以 及 基 因 有 效表 达 所 必 需 的 启 动 子 或 调 控 区 。 基 因 构 建 物 的 插 人 以 及 引 导 其 进 入 基 因 组 构 建 子 插 入 到 受 精 卵 或 胚 胎 中 一 旦 证 实 基 因 得 到 表 达 ， 该 杂 合 子 与 非 转 基 因 小 鼠 杂 交 ，所 产 生 的 杂 合 子 代 之 间 相 互 杂 交 以 产 生 杂 合 的 转 基 因 小 鼠 。 转 基 因 动 物 技 术 已 用 于 鱼 、 小 鼠 、 大 鼠 、 猪 、 绵 羊 、 山 羊 以及 奶 牛 等 。 转 基 因 动 物 基 因 操 作 技 术 ： 目 前 制 备 的 方 法 有 受 精 卵 或 早 期 胚 胎 的 直 接 操 作 或 体 外 多 能 干 细 胞 的 操 作 。 下 列 方 法 可 将 基 因 直 接 导 入 哺 乳 动 物 种 系 中 ： 通 过 显 微 注 射 将 DNA直 接 导 人 受 精 卵 前 核 中 。 利 用 携 带 目 的 基 因 的 逆 转 录 病 毒 感 染 植 入 前 胚 胎 。 利 用 胚 胎 干 细 胞 灭 活 或 破 坏 特 定 的 基 因 (靶 基 因 置 换 )。 在 功 能 基 因 组 时 代 各 种 疾 病 模 型 动 物 的 需 求 量 大 增 。 基 因 敲 除 （ gene knock out） 技 术 （ 或 基 因 靶 向 灭 活 ）是 80年 代 发 展 起 来 的 一 门 新 技 术 。 指 有 目 的 去 除 动 物 体 内 某 一 特定 基 因 的 技 术 。应 用 DNA同 源 重 组 技 术 将 灭 活 的 基 因 导 入 胚 胎 干 细 （ ES） ， 以取 代 目 的 基 因 ， 筛 选 已 靶 向 灭 活 的 细 胞 ， 微 注 射 入 小 鼠 囊 胚 ， 该细 胞 参 与 胚 胎 发 育 ， 形 成 嵌 合 型 小 鼠 ， 进 一 步 传 代 培 育 ， 可 得 到纯 合 基 因 剔 除 鼠 。基 因 敲 除 可 在 细 胞 水 平 进 行 而 建 立 新 的 细 胞 系 ， 或 在 整 体 水 平 ，然 后 从 整 体 观 察 实 验 动 物 ， 推 测 相 应 基 因 的 功 能 。该 项 技 术 将 成 为 “ 后 基 因 时 代 ” 研 发 的 核 心 技 术 。 世 界 各 国 已经 开 始 投 巨 资 于 这 一 领 域 。 北 京 市 在 此 方 面 已 具 备 了 一 定 的 产 业化 基 础 。 制 备 基 因 敲 除 小 鼠 的 主 要 步 骤1。 获 得 外 源 目 的 基 因 ； 与 宿 主 的 基 因 组 序 列 必 须 有 同 源 性 。2。 靶 向 载 体 ； 必 须 是 真 核 表 达 载 体 。 含 较 高 效 率 的 启 动 子 ，含 选 择 性 标 记 基 因 ， 新 霉 素 抗 性 基 因 neo可 阻 断 目 的 基 因 。3。 构 建 同 源 打 靶 重 组 子 ； 目 的 是 使 体 内 的 特 定 野 生 基 因 失 活 。灭 活 特 定 基 因 可 用 标 志 基 因 插 入 或 置 换 目 的 基 因 的 一 个 外 显 子 ，或 控 制 基 因 转 录 的 调 节 序 列 ， 就 可 以 灭 活 或 敲 除 特 定 的 内 源 性野 生 基 因 。 通 过 序 列 置 换 载 体 ， 将 选 择 的 标 志 因 及 其 启 动 子 插在 同 源 重 组 子 的 中 间 ， 使 外 源 靶 向 基 因 被 分 隔 在 选 择 标 志 基 因的 两 侧 ， 可 使 小 鼠 体 内 的 同 源 基 因 发 生 重 组 取 代 。4。 小 鼠 ES细 胞 的 准 备 。5。 打 靶 重 组 子 导 入 ES细 胞 及 药 物 筛 选 。 在 医 学 中 的 应 用* 建 立 疾 病 的 动 物 模 型 ， 探 讨 疾 病 的 发 生 机 制 。 如 高 脂 血 症 / 动 脉 硬 化 动 物 模 型 。*作 为 新 的 治 疗 方 法 和 药 物 的 筛 选 。 基 因 敲 除 可 快 速 定 位 致 病靶 基 因 ， 进 而 针 对 该 致 病 基 因 开 发 有 效 药 物 。在 我 国 留 美 学 者 的 积 极 参 与 下 ， 美 国 密 苏 里 大 学 在 世 界 上 首次 运 用 基 因 敲 除 技 术 ， 培 育 出 基 本 不 含 人 体 免 疫 排 斥 基 因 的克 隆 猪 。 可 供 移 植 的 人 体 器 官 不 足 一 直 是 困 扰 医 学 界 的 难 题 。为 解 决 这 一 问 题 ， 科 学 家 们 将 目 光 投 向 了 猪 。 猪 的 器 官 在 大 小 、 结 构 和 功 能 上 与 人 体 器 官 相 近 ， 一 向 是 异种 器 官 移 植 的 主 要 研 究 目 标 。 但 猪 细 胞 表 面 有 一 种 半 乳 糖 基转 移 酶 ， 会 导 致 人 体 免 疫 系 统 产 生 强 烈 排 异 反 应 。 用 基 因 敲除 手 段 抑 制 这 一 酶 活 性 ， 再 结 合 克 隆 技 术 ， 用 克 隆 猪 器 官 解 决 器 官 移 植 ， 能 大 量 生 产 适 合 人 体 移 植 的 猪 器 官 ， 因 此 ， 基因 敲 除 克 隆 猪 培 育 成 功 的 消 息 备 受 关 注 。 科 学 界 普 遍 认 为 ，这 是 向 异 种 器 官 移 植 迈 出 的 关 键 一 步 。 生 物 芯 片 技 术 （ biochip）是 90年 代 中 期 以 来 影 响 最 深 远 的 重 大 科 技 进 展 之 一 ， 是 融 微电 子 学 、 生 物 学 、 物 理 学 、 化 学 、 计 算 机 科 学 为 一 体 的 高 度交 叉 的 新 技 术 ， 具 有 重 大 的 基 础 研 究 价 值 ， 又 具 有 明 显 的 产业 化 前 景 。 该 技 术 具 有 多 种 应 用 价 值 ， 如 基 因 表 达 谱 测 定 、突 变 检 测 、 多 态 性 分 析 、 基 因 组 文 库 作 图 及 杂 交 测 序 。 该 技术 被 评 为 1998年 度 世 界 十 大 科 技 进 展 之 一 。 生 物 芯 片 技 术 DNA微 阵 列 (DNA Microarray)。指 采 用 光 导 原 位 合 成 或 微 量 点 样 等 方 法 ， 将 大 量 生 物 大 分 子如 核 酸 片 段 、 多 肽 分 子 甚 至 组 织 切 片 、 等 生 物 样 品 有 序 地 固化 于 支 持 物 （ 如 玻 片 、 硅 片 、 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 、 尼 龙 膜 等 ）的 表 面 ， 组 成 密 集 二 维 分 子 排 列 ， 然 后 与 标 记 的 待 测 生 物 样品 中 的 靶 分 子 杂 交 ， 通 过 特 定 的 仪 器检测杂交后芯片荧光强度分布，迅 速 得 出 所 要 的 信 息 。 由 于 常 用 玻 片 /硅 片 作 为 固 相支 持 物 ， 且 在 制 备 过 程 模 拟 计 算 机 芯 片 的 制 备 技 术 ， 所 以 称之 为 生 物 芯 片 技 术 。根 据 芯 片 上 的 固 定 的 探 针 不 同 ， 生 物 芯 片 包 括 基 因 芯 片 、 蛋白 质 芯 片 、 细 胞 芯 片 、 组 织 芯 片 。 而 基 因 芯 片 中 ， 最 成 功 的是 DNA芯 片 ， 即 将 无 数 预 先 设 计 好 的 寡 核 苷 酸 或 cDNA在 芯 片 上做 成 点 阵 ， 与 样 品 中 同 源 核 酸 分 子 杂 交 的 芯 片 。 芯 片 杂 交 荧 光 检 测 扫 描 结 果 基 因 芯 片 杂 交 结 果 由 计 算 机 综 合 处 理解 读 生 物 学 意 义 应 用 领 域 ： 它 能 在 同 一 时 间 内 分 析 大 量 的 基 因 ， 使 人 们 准确 高 效 地 破 译 遗 传 密 码 。 这 将 是 继 大 规 模 集 成 电 路 后 又 一 次意 义 深 远 的 科 技 革 命 。 这 种 面 积 为 2.25平 方 厘 米 的 芯 片 上 可承 载 几 千 至 上 百 万 个 基 因 点 ， 用 它 进 行 病 理 测 试 时 ， 人 体 内所 有 的 “ 生 病 ” 基 因 均 可 显 示 ， 这 样 就 给 医 生 治 疗 提 供 了 依据 。1. 基 因 表 达 水 平 的 检 测 2. 基 因 诊 断 3. 药 物 筛 选 4. 测 序 5. 生 物 信 息 学 研 究 人 类 基 因 组 研 究 的 应 用 人 类 基 因 组 计 划 的 成 果 不 仅 可 以 揭 示 人 类 生 命 活 动 的 奥秘 ， 而 且 人 类 6千 多 种 单 基 因 遗 传 性 疾 病 和 严 重 危 害 人 类 健康 的 多 基 因 易 感 性 疾 病 的 致 病 机 理 有 望 得 到 彻 底 阐 明 ， 为 这些 疾 病 的 诊 断 、 治 疗 和 预 防 奠 定 基 础 。 同 时 ， 人 类 基 因 组 计划 的 实 施 还 将 带 动 医 药 业 、 农 业 、 工 业 等 相 关 行 业 的 发 展 ，产 生 极 其 巨 大 的 经 济 效 益 和 无 法 估 量 的 社 会 效 益 。 各 种 人 类基 因 组 图 谱 使 寻 找 与 特 定 遗 传 疾 病 有 关 的 基 因 的 工 作 变 得 容易 。 、 在 医 学 领 域 的 应 用 （ 1） 对 特 殊 疾 病 基 因 的 确 定人 体 的 各 种 器 官 和 组 织 常 受 到 各 种 特 殊 疾 病 的 侵 袭 ， 但 常 规 医疗 手 段 无 法 进 行 诊 断 和 治 疗 。 通 过 认 识 这 些 疾 病 的 基 因 序 列 及确 定 发 生 了 规 律 性 改 变 的 DNA片 段 ， 为 这 类 疾 病 的 诊 断 和 治 疗提 供 了 可 能 。 比 如 ， 家 族 性 早 老 年 痴 呆 症 、 杜 兴 肌 营 养 不 良 、视 网 膜 母 细 胞 瘤 、 亨 廷 顿 舞 蹈 症 和 等 基 因 就 是 依 赖 于 人 类 基 因组 计 划 的 实 施 。 利 用 DNA克 隆 库 和 限 制 酶 切 图 谱 ， 人 们 可 以 对 正 常 的 患 者 的DNA进 行 有 效 的 分 析 比 较 ， 达 到 对 某 一 疾 病 的 基 因 进 行 定 位 的目 的 。 人 类 基 因 组 的 DNA全 序 列 将 有 助 于 证 实 假 定 存 在 的 所 有 基因 ， 可 为 分 析 病 人 DNA样 品 的 序 列 提 供 一 个 数 据 库 。 （ 2） 有 利 于 优 生 和 产 前 诊 断医 生 和 遗 传 学 家 可 以 通 过 基 因 检 测 ， 识 别 出 带 有 遗 传 疾 病的 胚 胎 细 胞 ， 如 ： 镰 状 细 胞 性 贫 血 。 在 不 久 的 将 来 ， 胎 儿期 的 检 测 也 许 能 够 预 测 一 般 的 常 见 病 ， 比 如 ： 肥 胖 症 、 抑郁 症 和 心 脏 病 等 。（ 3） 加 强 对 癌 症 的 认 识 和 治 疗 癌 症 的 高 死 亡 率 严 重 地 威 胁 着 人 类 生 命 。 癌 症 是 由 于 细 胞生 长 失 控 造 成 的 。 而 失 控 是 因 特 定 基 因 的 异 常 造 成 的 。 遗传 的 缺 陷 会 使 人 体 对 特 定 的 癌 症 具 有 高 的 易 感 性 。 寻 找 与癌 症 相 关 的 基 因 的 研 究 是 当 前 医 学 研 究 的 热 点 之 一 。 一 旦确 定 了 易 感 基 因 ， 就 可 以 进 行 癌 前 或 早 期 癌 症 的 特 殊 监 护和 治 疗 。人 类 对 癌 症 的 认 识 已 有 很 大 的 进 步 ， 但 仍 然 存 在 着 许 多 问题 ， 这 些 问 题 的 解 决 将 依 赖 于 人 类 基 因 组 计 划 的 研 究 。 、 在 基 础 理 论 研 究 方 面 的 应 用（ 1） 确 定 人 类 基 因 组 中 基 因 的 序 列 、 组 织 和 物 理 位 置 ， 有利 于 研 究 基 因 的 功 能 以 及 它 们 相 互 之 间 在 表 达 和 调 控 机 制 方 面的 联 系 上 理 解 基 因 转 录 与 转 录 后 的 调 控 。（ 2） 从 整 体 上 了 解 染 色 体 结 构 ， 包 括 各 种 重 复 序 列 以 及 非 转录 序 列 的 大 小 。 在 染 色 体 结 构 、 DNA复 制 、 基 因 转 录 和 表 达 调控 中 的 影 响 和 作 用 。(3)研 究 空 间 结 构 对 基 因 调 控 的 作 用 。 基 因 表 达 调 控 是 功 能基 因 组 学 研 究 的 主 要 内 容 之 一 。 不 同 条 件 下 基 因 表 达 谱 的 变 化是 基 因 组 调 控 的 结 果 。 （ 4） 研 究 正 常 基 因 与 突 变 基 因 的 差 别 ， 会 帮 助 阐 明 与 正 常 的生 理 学 和 疾 病 发 生 有 关 的 新 的 生 化 和 细 胞 学 机 制 。 尽 快 地 确 定出 疾 病 基 因 ， 能 使 研 究 者 对 该 基 因 的 蛋 白 产 物 及 其 细 胞 生 物 学效 应 进 行 深 入 的 研 究 。（ 5） 利 于 确 立 有 重 要 功 能 意 义 的 基 因 组 组 构 的 特 征 。 人 类 染色