HGP——人类基因组计划
人类基因组计划（HumanGenomeProject）
⼈类基因组计划（HumanGenomeProject）⼈类基因组计划（Human Genome Project,HGP）1．什么是⼈类基因组计划：⼈类基因组计划是由美国能源部和NIH联合做出的，⾃1990年开始，争取在15年内完成的⽬标。
即：鉴定⼈体DNA估计约8万个基因，测序构成⼈DNA的30亿个碱基，贮存这些信息于databases(数据库)并发展data analysis的⼯具。
（1）实际包括两部分⼯作，⼀是mapping，⼀是sequencing，故先前叫做“Mapping and Sequencing the human genome”.⽽Mapping⼜分为遗传连锁图谱和物理图谱。
（2）HGP是第⼀个庞⼤的科学事业，会引起⼀些由此计划暴发出来的伦理、法律、社会学上的诸多争论。
（DOE熟悉⼤科学模式；⽣物学家习惯⼩科学模式，应完美结合。
该计划会引发出许多商业和法律，社会学和论理学⽅⾯的问题。
）（3）为了有助于这些⽬标的实现，还要研究⼀些⾮⼈⽣物体的遗传图谱。
（包括E.coli、酵母、秀丽隐杆线⾍、果蝇、实验⽤⼩⿏等模式⽣物。
）（4）在植物⽅⾯，美国农业部集中研究⽟⽶和南芥菜（Arabidopsis）基因组，我国科学家提出了⽔稻基因组计划。
2．背景：早在1984年Utah州Alta城的专业会议（DOE环境与健康研究办公室，OHER 和国际环境诱变剂和致癌物防护委员会，ICPEMC协办）。
开始讨论HG DNA全序列测定的前景。
1985年5⽉由Sinsheimer组织专门会议提出测定HG全序的动议。
DOE为何操办：（1）DOE承担低⽔平辐射和其它环境因素引起的遗传性损伤的监测，即需要在108bp的DNA中检测出⼀个碱基的改变，此项任务与HG全序列测定有关并且任务同等艰巨；（2）DOE已在两个国家实验室对复杂基因开展了⼯作，即1988年的国家基因⽂库计划（NG Library Project），在Laurence Livermore国家实验室（LLNL）中纯化单种染⾊体并构建单个染⾊体⽂库。
(整理)人类基因组计划
人类基因组计划HGP(Human Genome Projects)1、HGP简介•人类基因组计划是由美国科学家于1985年率先提出、于1990年正式启动的。
美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。
这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，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。
•诺贝尔奖获得者Renato Dulbecco于1986年发表短文 《肿瘤研究的转折点：人类基因组测序》（Science, 231: 1055－1056）。
•文中指出：如果我们想更多地了解肿瘤，我们从现在起必须关注细胞的基因组。
…… 从哪个物种着手努力？如果我们想理解人类肿瘤，那就应从人类开始。
……人类肿瘤研究将因对DNA 的详细知识而得到巨大推动。
”什么是基因组(Genome)•基因组就是一个物种中所有基因的整体组成•人类基因组有两层意义：——遗传信息——遗传物质•从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。
人类染色体HGP的诞生•1984年12月Utah州的Alta,White R受美国能源部的委托，主持召开了一个小型会议，讨论DNA重组技术的发展及测定人类整个基因组的DNA序列的意义。
•1985年6月，在美国加州举行了一次会议，美国能源部提出了“人类基因组计划”的初步草案。
•1986年6月，在新墨西哥州讨论了这一计划的可行性。
随后美国能源部宣布实施这一草案。
•1987年初，美国能源部与国家医学研究院（NIH）为“人类基因组计划”下拨了启动经费约550万美元，1987年总额近1.66亿美元。
同时，美国开始筹建人类基因组计划实验室。
•1989年美国成立“国家人类基因组研究中心”。
诺贝尔奖金获得者J.Waston出任第一任主任。
•1990年，历经5年辩论之后，美国国会批准美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动。
美国的人类基因组计划总体规划是：拟在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。
什么是人类基因组计划
人类基因组计划是什么？人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）是一项具有里程碑意义的科学研究项目，旨在解读和理解人类基因组的全部遗传信息。
基因组是指一个生物体内所有基因的集合，它携带着控制生物体生长、发育和功能的遗传信息。
通过对人类基因组的深入研究，人类基因组计划旨在揭示人类的遗传蓝图，以促进医学、生物学和生物技术的发展。
该计划于1990年启动，历时13年，是一个国际合作的巨大科学项目。
它集结了来自世界各地的科学家、研究机构和技术专家，共同致力于测序和分析人类基因组的三十亿个碱基对。
通过人类基因组计划，科学家们成功绘制出了人类基因组的草图，并鉴定了其中的大部分基因。
这一成果对于深入了解人类的遗传结构、研究疾病的基因基础以及开发个性化医疗等方面具有重要意义。
人类基因组计划的实施在许多方面都取得了突破性的成果。
它推动了生物技术和基因组学领域的发展，为药物研发、疾病诊断和治疗方案的制定提供了重要的基础。
此外，该计划还促进了全球范围内的科学合作与知识共享，为未来的基因研究和个性化医疗奠定了坚实的基础。
然而，人类基因组计划也引发了一些伦理和隐私方面的关注。
随着基因组数据的大规模获取和储存，个人基因信息的隐私保护成为一个重要的问题。
因此，在开展基因组研究和应用时，必须严格遵守伦理原则和法律法规，确保个人隐私的保护和数据的安全性。
尽管人类基因组计划取得了巨大的成功，但仍然存在许多挑战和未知领域。
例如，如何解读基因组的功能和相互作用，以及如何将基因组研究应用于个性化医疗等领域仍然需要进一步的研究和探索。
未来，人类基因组计划将继续推动基因组学和医学的发展，为人类健康和生物科学的进步做出更大的贡献。
历史背景和目标历史背景人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）的历史可以追溯到1980年代初。
当时，科学家们开始认识到如果能够解读和理解人类基因组的遗传信息，将会对医学、生物学和生物技术领域产生革命性的影响。
hgp名词解释
hgp名词解释
HGP（Human Genome Project）是指人类基因组计划，是一项旨在确定人类基因组的完整DNA序列和基因组结构的国际性科学计划，该计划于1990年启动，历时13年，在2003年成功地完成了人类基因组的测序工作。
HGP的主要目标是通过确定人类基因组的完整DNA序列和基因组结构，来深入了解人类基因组的遗传学基础和人类疾病的发病机制，并为疾病的治疗和预防提供基础数据。
HGP的成功实施，对于人类健康和疾病的研究和治疗具有重大意义。
通过确定人类基因组的完整序列和结构，科学家们可以更好地了解人类基因组的复杂性和多样性，揭示人类疾病的发病机制，开发新的疾病治疗方法，为人类健康和疾病预防提供科学依据。
人类基因组计划的历史与成果
人类基因组计划的历史与成果人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）是20世纪末至21世纪初的一项重大科学计划，其目的是解析人类基因组的完整序列。
在历时13年，耗资数十亿美元的努力之后，该项目于2003年宣布成功完成。
从此，我们开始了解到人类基因的完整信息，这为人类的医疗保健、生物技术和分子医学研究带来了深远的影响。
一、发起与历史人类基因组计划可追溯到1984年，每个受邀参加诺贝尔遗传学奖颁奖典礼的科学家都被要求在会议期间与其他科学家讨论NASA 空间生命科学的未来。
其中一位科学家 Los Alamos 国家实验室的人Emery N. Brown异常兴奋并大声提出了一个问题：如果人类的 DNA 可以被解析，我们会获得哪些新知识？在1986年，国立卫生研究院（National Institutes of Health）和能源部（Department of Energy）在美国国会的支持下开始了这项计划的前身——基因组策划小组（Genome Initiative）。
2000年，该计划在工程上按照预算计划完成了90%以上的目标，被形容为“人类历史上最大的集体科研项目”。
二、成果与意义1、深入了解人类细胞组成基因组计划的主要成果之一是揭示了人类细胞中含有多少基因，以及这些基因的大致位置。
我们现在知道，人类细胞中大约有2万个基因，它们编码约20万个蛋白质。
这些蛋白质参与了各种细胞过程，如代谢、分化、繁殖和响应刺激等。
更深入的了解这些细胞过程有助于我们理解各种人类疾病的发病机制。
2、发现新的治疗方法基因组计划还为发现新的治疗方法提供了基础。
人类基因组中的一些缺陷或变异可以导致严重的遗传病，如海洋贫血症和囊性纤维化。
通过研究这些基因的功能，我们可以开发新的疾病治疗方法，如基因疗法和 RNA 干扰疗法。
此外，基因组计划还帮助了解了更多疾病和单个基因关联。
3、改进生物技术基因组计划也改进了许多现有的生物技术。
人类基因组计划HGP
第一代： 限制性酶切片段长度多态性（restriction fragment length polymophism， RFLP） 第二代：简单序列长度多态性（simple sequence length polymophism，SSLP） 第三代：单个核苷酸多态性（sequence tagged site，SNP）
78
同源数目 54
54
基因功能 决定人类存在
决定人类性别
进化程度 保守
一个1000bp的DNA分子,用酶A、酶B、酶C切割，得到
如下片段（厦门大学考研试题）
酶A切割、
1000bp
酶B切割、
100bp、 300bp、600bp
酶C 切割、
200bp、 800bp
酶A＋ B切割、 50bp、 100bp、300bp、550bp
酶B＋C切割、 75bp、 100bp、125bp、225bp、475bp
贡献率为1％。
这是人类基因组计划首席科学家、 美国国家人类基因组研究所所长 弗朗西斯·柯林斯在介绍情况。
二、人类基因组的任务和成果
1、人类基因组的任务 2、HGP的成果
基本目标与任务
• 在制图的基础上测序，最后获得四张图谱（遗传图、物理图、 转录图、序列图），这四张图组成人类不同层次的、分子水平的 “第二张解剖图”，成为人类认识自我的新的知识源泉。
酶A ＋C切割、 200bp、 375bp、425bp
确定此三种限制性内切酶在此DNA分子上的位置
1、根据酶A切得到一个 1000bp的片段BC,说明 该DNA分子为环状， 酶A在其上有一个切点
2、根据酶B切得到三个片 段，100bp、300bp、 600bp，说明酶B在此环 状DNA分子上有三个切点
人类基因组计划成果及其应用
人类基因组计划成果及其应用人类基因组计划（HGP）是20世纪末至21世纪初最重要的生物科技项目之一，其目的是测序人类基因组，并揭示人类基因组在生命起源、进化和生物学功能方面的秘密。
该项目于2003年正式完成，使人们对基因、遗传和生命的了解提供了前所未有的可能性。
研究者们从中获得了许多重要的信息，并将这些信息应用到多个领域。
首先，人类基因组计划带来的最大好处之一是提高了人们对疾病和遗传病的理解。
基因组测序提供了一种在个体水平上研究人体健康和疾病的方法。
通过了解个人基因组中的特定变异，在个性化医疗领域中可以开发出各种对策。
例如，如果我们了解到一个人携带某种致癌基因，我们可以采取更好的策略来预防和治疗癌症。
此外，人们可以使用基因组数据来确定可能会增加某些疾病风险的个人特征，并制定风险管理计划。
以HGP为基础的新技术也使得遗传咨询、遗传测试和基因组医学等领域中的发展成为可能。
其次，人类基因组计划也推动了新型疗法的发展。
在基因工程领域，我们可以修改细胞中的基因以为病人研发个性化的治疗方案。
例如，基于特定基因变异的癌症免疫治疗是一个新的治疗领域，目前正在开发中。
同样，个性化基因疗法也可以用于治疗罕见的遗传性疾病。
而在食品农业领域，基因组测序可以被用来改进品种，使其更耐旱、更耐病和更适应更多的环境。
基因组测序也可以帮助农民们预测植物疾病并对农业产量进行实时监测，从而提高农业生产的可持续性。
此外，基因组测序还可以帮助解决犯罪问题。
尤其是在生物证据分析方面，基因组测序提供了一种新的方法来确定或排除犯罪嫌疑人。
这意味着未来警方和司法系统可能会越来越多地使用基因组技术来识别罪行。
当然，在信息技术方面，基因组测序技术也正在以不可思议的速度迈向前进。
开发人工智能以挖掘和分析基因组数据，以及利用加密技术进行更好的基因隐私保护等方面，都是该领域潜力巨大的领域。
总之，人类基因组计划提供了广泛的机会，为许多领域带来了重大影响。
对于生理疾病、医学和健康保健，农业和食品生产以及犯罪学和法医学等领域，都可以从基因组测序获得大量的信息来解决问题。
Human Genome Project(人类基因组计划 )
1） 遗传图谱(genetic map) / 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１％。
(4) Stretches of up to 30,000 C and G bases repeating over and over often occur adjacent to gene-rich areas, forming a barrier between the genes and the "junk DNA". These CpG islands are believed to help regulate gene activity.
Human Genome Project (人类基因组计划 )
一、 What is HGP?
人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)是 美国科学家于1985年率先提出，由六个国家（英、 德、日、法、中）的科学家共同参加的，旨在阐明 人类基因组30亿个碱基对(大约)的序列，发现所有 人类基因，破译人类全部遗传信息，使人类在分子 水平上真正全面认识自我的科学计划。
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• 我国的人类基因组计划(CHGP)是于1993 年启动，由国家自然科学基金委员会、 国家高技术计为J（863）和国家重点基 础研究计划（973）所共同资助的。
• 根据实际情况，我国HGP的初期目标主 要是充分利用我国丰富的人类遗传资源， 进行基因组多样性和疾病基因识别的研 究。
• 格雷(H．Gray) 绘制了第一张人体解剖图， 解开了体的第二张解剖图，从基因水 平上揭示出人体的奥秘，奠定21世纪医 学和生物学飞跃发展的基础。
• ⑥得到所有基因的全长c DNA；⑦发展 在基因组尺度上分析生物功能的技术； ⑧在模式生物基因组研究方面，大肠杆 菌、酵母菌、短小丽杆线虫的全基因组 序列已经全部完成并发表公布，到2002 年完成果蝇的全基因组序列，2005年完 成小鼠的全基因组序列。
• 除了具体的测序目标外，HGP的另一个 重要内容是研究人类基因组计划的论理 学、法学和社会学影响与后果，发展生 物信息学和计算生物学也是HGP的重要 内容。
• 第三张图是序列图，可以说它是人类基 因组在分子水平上最高层次、最为详尽 的物理图。测定总长为1米、由30亿对核 昔酸组成的基因组全部DNA序列，是基 因组计划中最为明确、最为艰巨的定时、 定量、定质的硬任务。
• 首先让我们来了解一下DNA序列分析的 原理和基本技术
• 目前，主要采用桑格（Sanger）于对年代 发明的"双脱氧核糖核酸链末端终止法"进 行测定。测序反应事实上就是一个在 DNA聚合酶作用下的DNA复制过程。
• 1996年初，所建立的遗传图已含有6000 多个以STR为主体的遗传标记，平均分 辨率即两个遗传标记间的平均距离为0.7 分摩，这个距离大致对应于0.7Mb的物理 距离。
• 有6000多个遗传标记作为路标，把基因组分成 6000多个区域，只要以连锁分析的方法，找到 某一表现型的基因与其中一种遗传标记邻近 （即紧密连锁）的证据，就可以把这一基因图 定位于这一标记所界定的区域内。这样，如果 想确定与某种已知疾病有关的基因，即可根据 决定疾病性状的位点与选定的遗传标记间的遗 传距离，来确定与疾病相关的基因在基因组中 的位置。
• 物理图是基因组计划的第二张图。物理 图以一个"物理标记"作为路标，以Mb、 Kb、bP作为图距的基因组图。物理图与 遗传图相互参照就可以把遗传学的信息 转化为物理学信息。
• 如某一区域的大小为多少CM可以基本折算为 某一区域大小为多少Kb。物理图的绘制需要筛 选大量的物理标记以及进行大量复杂和繁琐的 分析。1995年，第一张以称为序列标签位点 STS为物理标记的物理图谱问世，它包括了94 ％的基因组和1500多个标记位点，平均间距为 200Kb（这就是所谓的分辨率）。这样，物理 图就把人类庞大基因组分成具有界标的1500个 小区域。
• 第二代遗传标记是被称为简短串联重复片段的STR。 在检测RFLP的过程中，人们发现有一种类型是由于 DNA重复序列造成的。这些DNA重复序列在人类基因 组中有很多拷贝，它们可以头对头或头对尾地串联成 一簇，分布于基因组的各个位点。在某一位点上，不 同数量的重复序列（VNTR）也可以提供不同的长度片 断。有的VNTR重复单位长度为6－12个碱基，称为小 卫星；有的VNTR重复单位为2－6个碱基，称为微卫星 或简短串联重复（STR）。STR具有高度多态性，同一 遗传位点数目变化很大，在群体中也可形成多达几十 种的等位基因，这是其他遗传标记所不能比拟的；此 外，还可以利用PCR的DNA体外扩增技术， 实现操作 机器自动化。
• 所以，人类基因现在也被授予了专利。 如肥胖基因，该基因的克隆曾被一家生 物制药公司以3000万美元收购；但该公 司并未自己生产减肥药物，而是在第二 年以7000万美元的高价转手获利，年利 率高达250％。可见，与基因有关的买卖 将会在今后大量涌现。
• 1997年11月11日联合国教科文组织在巴 黎召开大会，通过了《人类基因宣言 》。 宣言指出：每个人身上的基因物质是"人 类的共同遗产"，不应成为盈利的手段。 这就是说，科学研究应该与商业行为分 开，科学研究可以从商业机构那里得到 资助，但科学成果应该是人类的共同财 富。
• 这无疑是一项探索生命奥秘的伟大计划， 曾被称为"跨世纪的曼哈顿工程"。
• 最后一个五年计划的主要目标是：①得 到标记间距为1厘摩（1厘摩=重组频率为 1%的两个基因间的遗传距离）的遗传图 谱；②得到至少有30万个序列标记位点 （STS）的物理图谱，1998年10月实际已 经有5.2万个 STS被作图；
• 用机器进行自动测序，一次可读400－ 800个碱基。尽管全自动测序较为方便省 时，但由于测定的序列长度有一定限制， 相对于庞大的人类基因组来说可谓"老虎 吃天，无从下口"。因此，测序的策略问 题就被提出来了。
• 目前，常用的测序策略是"鸟枪法"。形象 地说，就是将较长的基因片段打断，构 建一系列的随机亚克隆，然后测定每个 亚克隆的序列，用计算机分析以发现重 叠区域，最终对大片段的DNA定序。
• 测序技术也在不断地发展和提高。过去 两年内，通过在一个测序的电泳胶上增 加电泳泳道和测序胶的长度，使自动测 序仪的通读水平提高了2－3倍。此外， 一些不依赖于电泳技术来分离DNA片段 的方法如质谱分析也正在或已经建立。 杂交测序也是一项非电泳类方法。目前 还有一种可用电子显微镜直接观察的方 法。
• 有了一张总的转录图，我们就可以了解 某基因在不同的时间、不同组织的表达 情况；可以了解不同组织中不同基因的 表达；还可以了解正常条件下与异常状 况下基因表达的差异。
• 关于EST的序列是否应公布于众，EST序 列能否申请专利问题的争论也近乎白热 化。
• 本来基因是不应申请专利的，被授于专 利的只限于发明，而不是发现。
• 但是，每克隆一个与疾病有关的基因，搞清它 的作用机制、并制成基因药物用于临床，平均 要投入1亿美元。有投入就必须有回报，如果 投入者的成果最后大家都能享用，那么经过商 业竞争新产品就只能以略高于成本的价格出售。 如果是这样，投入者的先期投入将无法收回。 其后果一是打击了投入者的积极性，二是限制 了投入者对新项目投入的能力。
• ③2001年得到人类基因组序列的"草稿"， 2003年得到最后"定稿"；④测序能力要达 到每年500Mb(1Mb=1000kb),每个碱基对 的分析费用要少于25美分，支持毛细管 阵列电泳、DNA芯片等的测序技术的发 展；⑤增加测定人类基因组变异的内容， 得到10万个作图定位了的单核苷酸多态 性（SNP）；
HGP——人类基因组计划
张挺 3001511062
• HGP(Human Genome Project)是了解人类 自身奥秘的计划
1985年，美国能源部（DOE）率先提出，旨在阐明 人类基因组 DNA长达3×109碱基对（ base pair， bp）的序列。发现所有人类基因并阐明其在染 色体上的位置，从而在整体上破译人类遗传信 息。1986年美国宣布启动"人类基因组启动计划"； 1989年，美国国家卫生研究院（NIH）建立国家 人类基因组研究中心（NCHGR）；1990年， NIH和DOE联合提出美国人类基因组计划，正式 启动HGP，计划于15年内提供30亿美元的资助， 在2005年完成人类基因组全部序列的测定。
• 建立人类遗传图的关键是要有足够的高 度多态的遗传标记。但是，目前所知的 具多态性的性状不多，等位基因的数目 有限，信息量不足。这样，就限制了人 类基因组的遗传分析工作。所幸DNA重 组技术的建立提供了新一代的遗传标记。
• 第一代的DNA标记是RFLP（限制性片段长度 多态性）分析。这些RFLP片断可被某些限制 性内切酶特异识别并切割。DNA序列的改变甚 至是一个碱基的改变，将会改变限制性内切酶 酶切片段的长度变化，并可通过一种称为凝胶 电泳的方法来方便地显示这种长度的"多态性"。 RFLP在整个基因组中都存在，根据对RFLP片 段的多态性分析，可对某些疾病进行诊断并将 与疾病有关的基因进行定位。但RFLP提供的 信息量有限，在检测RFLP片段时需用到放射 性同位素，不太安全。
• 第四张图是转录图。
• 我们知道，生物性状是由结构或功能蛋 白决定的，功能蛋白是由信使RNA （mRNA）编码的，mRNA又是由编码蛋 白功能基因转录而来的。转录图就是测 定这些可表达片段（EST）的标记图。
• 事实上，整个人类基因组中有97％的部分由不 被转录的DNA组成，只有2％－3％的DNA序列 具有编码蛋白质的功能。在人体某一特定的组 织中仅有10％的基因被表达。也就是说，只有 不足1万个不同类型的RNA分子（只有在胎儿 的脑组织中，可能有30％－60％）的基因被表 达。如果将这些mR成一张可表达基因图--转录图。
• 这张解剖图将包括4张小图，包括了人类 基因组计划的全部主要内容，它们分别 是遗传图（连锁图）、物理图、序列图 和转录图
• 第一张图是遗传图，又叫连锁图。它是 以在某个遗传位点上具有多个等位基因 的遗传标记作为"路标"，以遗传学上的距 离即两个遗传位点之间进行交换、重组 的百分率cM作为"图距"，反映基因遗传 效应的基因组图。
• 以一条链为模板，在一个测序引物的牵引下， 新的DNA链得以不断延伸。但如果加人一些双 脱氧核糖核苷酸即ddNTPs，就不能使延伸反应 继续下去，最终随机产生许多大小不等的末端 是双脱氧核苷酸的DNA片段，这些片段之间大 小相差一个碱基，在电压驱动下，从一种由聚 丙烯酰胺做成的凝胶上可间接地读出这些有差 异的代表其末端终止位置处碱基种类的片段， 那么一系列的连续片段就代表了整个模板DNA 的全部序列。
• 人类基因组物理图的问世是基因组计划 中的一个重要里程碑，被遗传学家誉为 20世纪的"生命（生物学）周期表"。
• 利用一张遗传图，研究人员可将一种特 定的遗传病的遗传模式同标记顺序的遗 传模式进行比较，迅速确定引起该遗传 病的基因的位置。然后，计算机把数据 固定在物理图框架内。遗传图与物理图 结合在一起，就能迅速确定与疾病有联 系的基因。物理图的问世标志着离人类 基因组全序列测定仅有一步之遥了。