【培训课件-临床基因组学】_第五章染色体微阵列分析-MYX-广州医学大学

第五章染色体微阵列分析Chromosomal Microarray Analysis, CMA

CMA的技术原理

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Contents

CMA相关的基本概念和术语CMA的实验流程

临床案例

l孕18周，产前超声显示胎儿羊水量

多，侧脑室增宽（16mm，正常值小于等于10mm），宫内发育迟缓，心脏强回声

l应该采用什么样的产前诊断方法？

羊水染色体核型分析结果：

46，XX 未检测到异常

羊水CMA 结果：

chr4p16.3区域 del CNV 大小：3.9Mb

Wolf-Hirschhorn 综合征(WHS)。发生率为1/50 000，男女患者比例为1:2。

临床表现：特殊面容，严重的生长发育迟缓，智力低下，癫痫。可伴有心脏缺损，脊柱弯曲及骨骼系统发育不良等症状。

拷贝数变异Copy number variation(CNV)基因组上的结构变异，包括缺失和重复。总长度

占基因组的13%，大小从1kb到几Mb不等。

举例：

正常基因组顺序 A-B-C-D

a duplication of "C" A-B-C-C-D

a deletion of "C" A-B-D

拷贝数变异CNVs

l不同的CNV对于人类表型有不同的影响，这主要取决于CNV的大小和位置。

l一般来说，大片段CNV可影响多个基因，其致病性则较强；而小片段CNV累及基因数少，其致病性则较弱。

l在人类基因组中，1-10Kb大小的CNV发生频率最高，500Kb以内的CNV占65-80%，大于1Mb的CNV约占1%。累及外显子区的CNV致病性较强，累及内含子区的CNV致病性较弱。

l CNV的致病性分析非常复杂，往往不能简单根据其大小和位置判断，需要进一步生物信息学分析和功能验证。

DECIPHER: Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans using Ensembl Resources. Firth, H.V. et al (2009). Am.J.Hum.Genet 84, 524-533 (DOI: https://www.360docs.net/doc/5113436968.html,/10/1016/j.ajhg.2009.03.010)

Database Statistics 19,014

open-access patient records

52,879

phenotype observations in these patients 27,638

open-access copy-number variants

第二节染色体和DNA

第二节染色体和DNA 教学目的： 1.了解染色体的结构 2.掌握染色体的组成 3.理解原核生物和真核生物染色体的不同学习指导：本节主要内容有染色体的结构和组成，重点掌握染色体的组成，原核生物和真核生物染色体的不同基本概念： 1.染色体（chromosome）是细胞在有丝分裂是遗传物质存在的特定形式，是期间细胞染色质结构紧密包装的结果。真核生物的染色质(chromatin)在细胞生活周期的大部分时间里都是以染色质的形式存在。 2.染色质：建起细胞核中的DNA与蛋白质形成的复合物，其基本单位是以组蛋白八聚体为核心、DNA环绕其外两周所形成的核小体结构。他在有丝分裂时浓缩成染色体。 3.着丝粒：是染色体上的一种重要关键结构，它连接两个染色单体，并将染色体分为两臂，而且与细胞分裂时染色体的分配有密切关系。着丝粒是一种高度有序的整合结构，至少包括三种不同的结构域：着丝粒结构域、中央结构域和配对结构域。 4.核小体：构成真核染色质的一种重复珠状结构，是由大约200 bp的DNA区段和多个组蛋白组成的大分子复合体。其中大约146 bp的DNA区段与八聚体(H2A、H2B、H3和H4各两分子)的组蛋白组成核小体的核心颗粒，核心颗粒间通过一个组蛋白H1的连接区DNA彼此相连。。 5.基因组：是指细胞或生物体中全套遗传物质 6.C值：是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。主要内容： 1.染色体结构任何一条染色体上都带有许多基因，一条高等生物的染色体上可能带有成千上万个基因，一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列统称为genomes（基因组）。如果设想将人体细胞中的DNA分子绕地球一周，那么，每个碱基大约只占1－5厘米，而一个2－3kb 的基因只相当于地球上一条数十米长，数厘米宽的线段

2014年染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识

染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用协作组目前，G 显带染色体核型分析技术仍然是细胞遗传学产前诊断的“金标准”，但该技术具有细胞培养耗时长、分辨率低以及耗费人力的局限性。包括荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH) 技术在内的快速产前诊断技术的引入虽然具有快速及特异性高的优点，但还不能做到对染色体组的全局分析。染色体微阵列分析(chromosomal mlcroarray analysis，CMA) 技术又被称为“分子核型分析”，能够在全基因组水平进行扫描，可检测染色体不平衡的拷贝数变异(copy number variant,CNV)，尤其是对于检测染色体组微小缺失、重复等不平衡性重排具有突出优势。根据芯片设计与检测原理的不同，CMA 技术可分为两大类：基于微阵列的比较基因组杂交(array- based comparative genomic hybridization ，aCGH) 技术和单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array，SNP array) 技术。前者需要将待测样本DNA 与正常对照样本DNA 分别标记、进行竞争性杂交后获得定量的拷贝数检测结果，而后者则只需将待测样本DNA 与一整套正常基因组对照资料进行对比即可获得诊断结果。通过aCGH 技术能够很好地检出CNV，而SNP array 除了能够检出CNV 外，还能够检测出大多数的单亲二倍体(uniparental disomy，UPD) 和三倍体，并且可以检测到一定水平的嵌合体。而设计涵盖CNV+SNP 检测探针的芯片，可同时具有CNV 和SNP 芯片的特点。 2010 年，国际细胞基因组芯片标准协作组(lntemational Standards for Cytogenomic Arrays Consortium，ISCA Consortium) 在研究了21698 例具有异常临床表征，包括智力低下、发育迟缓、多种体征畸形以及自闭症的先证者的基础上，发现aCGH 技术对致病性CNV 的检出率为 12.2%，比传统 G 显带核型分析技术的检出率提高了10%。因此，ISCA Consortium 推荐将aCGH 作为对原因不明的发育迟缓、智力低下、多种体征畸形以及自闭症患者的首选临床一线检测方法。近年来，CMA 技术在产前诊断领域中的应用越来越广泛，很多研究也证明了该技术具有传统胎儿染色体核型分析方法所无法比拟的优势。 CMA 对非整倍体和不平衡性染色体重排的检出效率与传统核型分析方法相同，并具有更高的分辨率和敏感性，且CMA 还能发现额外的、有临床意义的基因组CNV，尤其是对于产前超声检查发现胎儿结构异常者，CMA 是目前最有效的遗传学诊断方法。基于上述研究结果，不少学者认为，CMA 技术有可能取代传统的核型分析方法，成为产前遗传学诊断的一线技术。但到目前为止，尚缺乏基于人群的大规模应用研究结果。目前，在国内CMA 只有少数具有技术条件和资质的医疗机构进行了小规模的探索，大致有以下几类临床应用情况： 1．儿童复杂、罕见遗传病，如：智力障碍、生长发育迟缓、多发畸形、孤独症样临床表现，排除染色体病、代谢病和脆性X 综合征之后的全基因组CNV 检测。 2．对自然流产、胎死宫内、新生儿死亡等妊娠产物(product of concept，POC) 的遗传学检测。 3．对产前诊断中核型分析结果异常，但无法确认异常片段的来源和性质者进行DNA 水平的更精细分析。 4．对产前超声检查异常而染色体核型分析结果正常的胎儿进一步行遗传学检测。在产前诊断领域中，CMA 的应用主要在后两种情况中。虽然目前应用研究的范围不广，积累的例数也不多，但却显现出一些问题的存在，主要表现在： 1．在部分开展应用的医疗机构，对CMA 检测前和检测后的产前咨询能力存在不足。

胎儿超声软指标异常的染色体微阵列分析

胎儿超声软指标异常的染色体微阵列分析【摘要】目的探讨染色体微阵列分析技术(chromosomal microarry analysis，CMA)在超声软指标异常胎儿产前诊断中的应用价值。方法选取2015年10月至2017年12月于浙江省湖州妇幼保健院产前诊断中心就诊，超声检查发现软指标异常但未合并明确结构畸形的125例患者，包括多项软指标异常孕妇35例，单项软指标异常孕妇90例。入选病例已排除常见染色体非整倍体异常。对上述病例羊水行CMA 检测，并分析结果。结果CMA共检出致病性拷贝数变异(pathogenic copy number variation，pCNV)6例，检出率为4.80％。其中35例多项软指标异常胎儿中检出pCNVs 3例，检出率为8.57％；90例单项软指标异常胎儿中检出pCNVs 3例，检出率为3.33％；结论与传统染色体核型分析相比，CMA可以提高超声软指标异常胎儿染色体异常的检出率，有较高的临床应用价值。【关键词】染色体微阵列分析；产前诊断；超声软指标异常Chromosomal Microarray Analysis of Abnormal Fetal Ultrasonographic Soft Markers 【Abstract】Objective:To explore the application value of chromosomal microarray analysis (CMA) in prenatal diagnosis of abnormal ultrasonographic soft markers. Methods: Choose in October 2015 to December 2017 in our hospital prenatal diagnosis center visits and abnormal ultrasonographic soft markers of 125 cases of fetus. There were 35 cases with multiterm soft markers, 90 cases with single soft 基金项目：染色体微阵列分析技术在中枢神经系统结构异常胎儿遗传学病因中的应用研究（2017GYB45）

基于微阵列的比较基因组分析

微阵列芯片（Microarray）以高密度阵列为特征。其基础研究始于20世纪80年代末，本质上是一种生物技术，主要是在生物遗传学领域发展起来的。微阵列分为cDNA微阵列和寡聚核苷酸微阵列.微阵列上"印"有大量已知部分序列的DNA探针,微阵列技术就是利用分子杂交原理,使同时被比较的标本(用同位素或荧光素标记)与微阵列杂交,通过检测杂交信号强度及数据处理,把他们转化成不同标本中特异基因的丰度,从而全面比较不同标本的基因表达水平的差异.微阵列技术是一种探索基因组功能的有力手段. 其发展契机主要来自于现代遗传学的一些重要发现，并直接收益于该领域的某些重要研究成果，即在载体上固定寡核苷酸的基础上以杂交法测序的技术。因此发展早期，微阵列芯片有时被通俗的称为“生物芯片（Biochip）”，目前媒体和科普读物中仍然常用该名称。微阵列芯片经过近十年的主要发展期，国内外学术界渐渐采用名称Microarray（微阵列芯片），而Biochip（生物芯片）由于这名称容易混淆微阵列芯片和微流控芯片，渐渐该领域用的越来越少了。比较基因组杂交技术比较基因组杂交（comparative genomic hybridization,CGH）是自1992年后发展起来的一种分子细胞遗传学技术，它通过单一的一次杂交可对某一肿瘤整个基因组的染色体拷贝数量的变化进行检查。其基本原理是用不同的荧光染料通过缺口平移法分别标记肿瘤组织和正常细胞或组织的DNA制成探针，并与正常人的间期染色体进行共杂交，以在染色体上显示的肿瘤与正常对照的荧光强度的不同来反映整个肿瘤基因组DNA表达状况的变化，再借助于图像分析技术可对染色体拷贝数量的变化进行定量研究。 CGH技术的优点：1.实验所需DNA样本量较少，做单一的一次杂交即可检查肿瘤整个基因组的染色体拷贝数量的变化。2.此法不仅适用于外周血、培养细胞和新鲜组织样本的研究，还可用于对存档组织的研究，也可用于因DNA量过少而经PCR扩增的样本的研究。CGH技术的局限性：CGH技术所能检测到的最小的DNA扩增或丢失是在3-5Mb,故对于低水平的DNA扩增和小片段的丢失会漏检。此外在相差染色体的拷贝数量无变化时，CGH技术不能检测出平等染色体的易位。

细菌基因组的结构和功能

细菌和病毒一样同属原核生物，因而细菌基因组的结构特点在许多方面与病毒的基因组特点相似，而在另一些方面又有其独特的结构和功能。本节首先介绍细菌染色体基因组的一般结构特点，然后再具体介绍大肠杆菌染色体基因组的结构和功能。 ?细菌染色体基因组结构的一般特点 ?大肠杆菌染色体基因组的结构和功能细菌染色体基因组结构的一般特点（1）细菌的染色体基因组通常仅由一条环状双链DNA分子组成细菌的染色体相对聚集在一起，形成一个较为致密的区域，称为类核（nucleoid）。类核无核膜与胞浆分开，类核的中央部分由RNA和支架蛋白组成，外围是双链闭环的DNA超螺旋。染色体DNA通常与细胞膜相连，连接点的数量随细菌生长状况和不同的生活周期而异。在DNA链上与DNA复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结合，如大肠杆菌染色体DNA的复制起点（OriC）、复制终点（TerC）等。细胞膜在这里的作用可能是对染色体起固定作用，另外，在细胞分裂时将复制后的染色体均匀地分配到两个子代细菌中去。有关类核结构的详细情况目前尚不清楚。（2）具有操纵子结构（有关操纵子结构详见基因表达的调控一章）其中的结构基因为多顺反子，即数个功能相关的结构基因串联在一起，受同一个调节区的调节。数个操纵子还可以由一个共同的调节基因（regulatorygene）即调节子（regulon）所调控。（3）在大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝但是编码rRNA的基因rrn往往是多拷贝的,这样可能有利于核糖体的快速组装，便于在急需蛋白质合成时细胞可以在短时间内有大量核糖体生成。（4）和病毒的基因组相似，不编码的DNA部份所占比例比真核细胞基因组少得多。（5）具有编码同工酶的同基因（isogene）例如，在大肠杆菌基因组中有两个编码分支酸（chorismicacid）变位酶的基因，两个编码乙酰乳酸（acetolactate）合成酶的基因。（6）和病毒基因组不同的是，在细菌基因组中编码顺序一般不会重叠，即不会出现基因重叠现象。（7）在DNA分子中具有各种功能的识别区域如复制起始区OriC，复制终止区 TerC,转录启动区和终止区等。这些区域往往具有特殊的顺序，并且含有反向重复顺序。（8）在基因或操纵子的终末往往具有特殊的终止顺序,它可使转录终止和RNA 聚合酶从DNA链上脱落。例如大肠杆菌色氨酸操纵子后尾含有40bp的GC丰富区，其后紧跟AT丰富区，这就是转录终止子的结构。终止子有强、弱之分，强终止子含有反向重复顺序，可形成茎环结构，其后面为polyT 结构，这样的终止子无需终止蛋白参与即可以使转录终止。而弱终止子尽管也有反向重复序列，但无polyT 结构，需要有终止蛋白参与才能使转录终止。大肠杆菌染色体基因组的结构和功能大肠杆菌染色体基因组是研究最清楚的基因组。估计大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左右。在这900个基因中，有260个基因已查明具有操纵子结构，定位于75个操纵子中。在已知的基因中

微阵列分析

微阵列分析与基因差异表达药物基因组学中的基因表达分析目前主要应用于创新药物研究和开发。同时，基因表达谱已经开始为慢性致命性疾病的药物治疗效应提供预测信息，并指导治疗选择，而寡核苷酸微阵列平台具有应用于药物基因组学研究的潜在优势。微阵列分析的特点：与DNA顺序分析和基因分型不同，微阵列基因表达分析的分析物是信使RNAs （mRNA）。信使RNAs的不稳定性要比DNA大得多，对操作方面的要求非常高，以避免由于Rnase酶降解而产生假象。此外，信使RNA在经PCR产生DNA拷贝扩增之前，或在大多数的微阵列分析中，或在产生cRNA拷贝的试管内转录（IVT）线性扩增程序中，都是逆转录形成cDNA的。在IVT反应期间，cRNAs都被标记，而在杂交到寡核苷酸阵列时往往被分裂。在研究中，基因表达阵列常常采用被标记的cRNAs或长寡核苷酸作为固定探针，以及由类似于半导体工业应用的光刻技术制造的寡核苷酸探针阵列；寡核苷酸探针可直接在微阵列表面合成，还可以应用多空间的完美匹配单碱基－错匹配探针对来查询每一个重要的基因。这种高密度寡核苷酸探针诊断方法可检测出拼接变异种的能力，以及因特殊转录而造成融合基因时产生的特异性嵌合转录（如慢性髓细胞白血病中的BCR－ABL）。目前有很多种途径来对成千上万的探针强度数据点进行数据分析，最近提出的是临床应用表达类型的最佳实用指导方针。各种全自动化的分析方法（如层次聚类算法与运用自组织图）可供用于确定具有相似表达类型的分组基因之间的关系。同样，还有一些需操作人员监管的分析方法（如支持向量机），可应用同质的PCR检测平台进行药物效应的基因显型检测，以筛选和鉴定最可能有效的患者。促进肿瘤诊治水平提高基因的表达差异是药物疗效的基础。基因表达的各种分析方法正在开发过程中，为疾病，尤其是肿瘤的治疗选择提供分子图表类型信息。例如，常见的急性成人或儿童白血病

怎样开一家月嫂培训公司

怎样开一家月嫂培训公司？一、怎样开一家月嫂培训公司-产品介绍金职伟业拥有月嫂培训项目、育婴师培训项目、催乳师培训项目、小儿推拿培训项目、产后康复（恢复）培训项目、养老服务项目、技能升级项目，且仍有新项目在持续研发中，可助力合作伙伴快速、持续盈利。月嫂培训项目：月嫂系统培训的内容包括：孕妇及产妇护理、新生儿护理及保健按摩、孕妇及婴儿膳食营养与饮食搭配、产褥期保健知识及相关护理知识、形体保健、婴幼儿沐浴及婴幼儿沐浴后护理、常见婴幼儿疾病预防与护理等专业知识。学员学成后可以掌握产妇及新生儿护理的所需技能，并且可胜任月子餐的制作。三、怎样开一家月嫂培训公司-师资课程介绍为了帮助合作伙伴解决教学中最关键的师资问题，金职伟业特成立商学院，设立师资教学体系，为学校打造优质师资。金职伟业现开设师资课程有：月嫂师资课、育婴师师资课、催乳师师资课、小儿推拿师资课、产后康复师师资课。解决问题核心老师：解决校区没有核心讲师，请兼职老师低效高成本的问题销售促进：解决意向学员听公众课，开始的人多，听完人越来越少的问你教学课件：解决教学PPT逻辑混乱，教学重点不突出以及美观问题教学满意度：解决教师缺乏专业技能或者授课技巧，会降低教学品质教学逻辑：解决老师紧张，上台就语无伦次，逻辑混轮的问题大型公开课：解决教师面对大型公开课教学和促进销售能力不够的问题

加盟商集锦四、怎样开一家月嫂培训公司-教材介绍金职伟业拥有自身独立的研发团队，教材皆为针对职业教育量身定制研发而成，现已有《母婴保健岗位节能培训教材》（月嫂教材）、《母乳喂养岗位技能培训教材》（催乳师教材）、《产后康复岗位技能培训教材》和《小儿推拿岗位技能培训教材》四本。《母婴保健岗位技能培训教材》（月嫂教材）为金职伟业自主研发，由湖北科学技术出版社出版。教材内容联合湖南中医药大学、南京中医药大学、湘雅医院、长沙民政职业技术学院医学院、北京高校多位专家教授编写而成。《母婴保健岗位技能培训教材》（月嫂）以培训人员就业为向导，以实际工作任务为引领，以母婴保健为基本课程主线，强调实践性能操作，使培训人员具备从事母婴保健的职业能力。本教材内容主要分为母婴保健师的基本素养和岗位要求、新生儿护理、产妇护理三大部分。《母乳喂养岗位技能培训教材》催乳师教材，以培训人员就业为向导，以实际工作任务为引领，以母乳喂养为基本课程主线，强调实践性能操作，使培训人员具备从事母婴保健的职业能力。本教材深入浅出地介绍了母乳喂养时的产生与发展，乳房及泌乳的解剖胜利知识，正确喂乳的要点，中西结合的催乳方法。五、怎样开一家月嫂培训公司-月嫂课程课时表理论1 开班典礼办理入学手续理论2 职业规划针对学员进行学习的目标规划做了解及规划。理论3 入学测试对学员进行学情分析

基因、DNA和染色体之间的关系

精品资源基因、DNA和染色体之间的关系基因的物质基础是什么?起初科学家们认为蛋白质最有可能是遗传物质，因为蛋白质由20种不同的氨基酸组成，而DNA只有4种不同的碱基。直到1944年艾弗里（O.Avery,1877—1955）等证实了肺炎双球菌的转化因子是DNA，人们才确认基因的物质基础是DNA，某些病毒的遗传物质是RNA。DNA复制，基因也随着复制。细胞分裂时，复制了的染色体和其上的基因传给后代，这就是生物繁衍的分子基础。 1910年，摩尔根（T.H.Morgan,1866—1945）通过果蝇的遗传实验证明基因存在于染色体上。而后，摩尔根领导的实验室还阐明了多个基因在一条染色体上呈线性排列，从而得出了染色体是基因的载体的结论。但当时对基因的化学成分并不清楚。 DNA是遗传物质的证据主要来自于肺炎双球菌的转化实验。1944年，美国科学家艾弗里和同事经过10年的工作，在离体的条件下完成了肺炎双球菌从无毒型（R型）向有毒型（S型）的转化。他们把DNA、蛋白质、多糖等物质分别从活的S型细菌中提取出来，把每一成分分别跟活的R型细菌混合后在培养液中培养。他们发现，S型细菌的DNA成分、且只有DNA能够把某一R型细菌转化为S型，而且DNA的纯度越高，这种转化过程越有效。若使DNA分解，就不再出现转化现象。以上实验说明从一种基因型的细胞来的DNA掺入到另一不同基因型的细胞中，可引起稳定的遗传变异，DNA具有特定的遗传特性，是遗传物质。 DNA多聚核苷酸中的碱基对的排列顺序决定了遗传信息。遗传信息的编码通常是从DNA 的5′端到3′端（聚合酶按这个方向复制DNA）。在以DNA为遗传物质的生命体中，基因是有遗传效应的DNA的一个区段，并与它所决定的蛋白质的氨基酸顺序相对应。每个DNA 分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个核苷酸对。在一条DNA分子上的基因一般是分散的，被不编码蛋白质的DNA分开。基因的3个基本特性可以用DNA的特性加以说明。 1.基因的自我复制。在细胞有丝分裂间期，DNA复制为相同的两个DNA分子，基因也随之复制。 2.基因决定性状。某一区段的核苷酸顺序互补地决定mRNA的核苷酸顺序，进而专一地决定蛋白质的氨基酸顺序。所以某一基因存在时，决定某种酶或其他蛋白质的合成，通过生理生化过程，出现某一性状。 3.基因的突变。DNA分子很稳定，但偶尔也会出现差错，例如某一区段内一个碱基对改变了，改变的新核苷酸顺序通过复制又能稳定地保持下去。基因也很稳定，但偶尔也会发生一个突变，出现一个与原来不同的新等位基因。该基因通过自我复制又稳定地一代一代传下去。现已证明遗传物质除了DNA外还有RNA，如有些病毒不含DNA，只含有RNA和蛋白质。欢下载

基因组与染色体组的区别

基因组与染色体组的区别基因组与染色体组的区别 1 基因组简介：目前在不同的学科中，对基因组含义的表述有所不同，概括为如下：①从细胞遗传学的角度来看，基因组是指一个生物物种单倍体的所有染色体数目的总和；②从经典遗传学的角度来看，基因组是一个生物物种的所有基因的总和；③从分子遗传学的角度来看，基因组是一个生物物种所有的不同核酸分子的总和；④从现代生物学的角度来看，基因组是指导一个生物物种的结构和功能的所有遗传信息的总和，包括全部的基因和调控元件等核酸分子。在中学教材中关于基因组就是一个细胞中遗传物质的总量。人类基因组是指人体DNA 分子所携带的全部遗传信息。人的单倍体基因组由24条双链的DNA分子组成（包括1～22号染色体DNA与X、Y染色体DNA），上边有30亿个碱基对，估计有3～5万个基因。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因组的四张图，即遗传图、物理图、序列图和转录图。绘制这四张图好比是建立一个“人体地图”，沿着地图中一个个路标，如“遗传标记”、“物理标记”等，可以一步步地找到每一个基因，搞清楚每一个基因的核苷酸序列。不同生物基因组大小及复杂程度不同，具有物种差异性。一

般来说，从原核生物到真核生物，其基因组大小和DNA含量是随着生物进化复杂程度的增加而逐步上升的。随着生物结构和功能复杂程度的增加，需要的基因数目和基因产物种类越多，因而基因组也越大。但不同生物的基因组间有一定的相关性，表现为基因特性的相似、结构及组成的雷同、遗传信息的传递方式及遗传密码的趋同性等。动物基因组的主要成分是核基因组，它与细胞质分开。组成核基因组和线粒体基因组的序列形式与原核生物显著地不同，在不同物种中也有一些差异，有些序列是单拷贝的，而另一些序列是多拷贝的；另外还有大量的不编码蛋白质的DNA序列。基因组学是研究生物基因组的结构和功能的科学，即从整体水平上来研究一个物种的基因组的结构、功能及调控的一门科学。基因组学可分为结构基因组学和功能基因组学两大部分。结构基因组学是研究生物基因组结构的科学。它是基因组研究的第一阶段的工作，建立功能基因组学的基础。其主要目标是绘制生物的遗传图、物理图、转录图和序列图。自1990年开始实施人类基因组计划以来，在它的影响下，迄今已完成了100多个物种的基因组DNA序列的测定，其中包括流感嗜血杆菌、大肠杆菌、酵母、秀丽线虫等多个病原微生物和模式生物以及人类基因组的测序。功能基因组学是建筑在结构基因组学基础上的基因组分析的第二阶段。其主要内容是：利用结构基因组学所提供的生物信息和材料，全

染色体与DNA

第二章D N A与染色体第二节D N A的结构一.D N A结构性质及其研究历程 2.核苷酸的性质 (1)碱基的性质 ①互变异构。嘌岭和嘧啶都有酮式和烯醇式的互变异构体。一般而言，酮式稳定。 ②光吸收。所有嘌呤和嘧啶在260n m左右都有最大光吸收。 ③疏水性。在中性p H和细胞环境中嘌呤和嘧啶相当不溶于水。 (2)核苷酸的解离主要是磷酸基团的解离，其解离常数p K a1接近1，p K a2约为6，因此核苷酸在中性p H时带有负电荷。 3．核苷酸的生物学功能 ①作为核酸构件分子。4种5'-核苷三磷酸(N T P)和4种5?- 脱氧核苷三磷酸(d N T P)作为底物，分别用于合成R N A和 D N A。 ②作为能量载体，如A T P、G T P、C T P和U T P。 ③作为多糖或寡糖合成的糖基载体，如U D P-G l c；磷脂等合成中的酰基、胆碱等载体，如C D P-胆碱。 ④作为信息分子。环核苷酸如c A M P和c G M P作为细胞通讯第二信使。… ⑤作为辅酶。如辅酶A(C o A)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(辅酶I，N A D+)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(辅酶Ⅱ，N A D P+)、黄素单核苷酸(F M N)、黄素腺嘌岭二核苷酸(F A D)。

(3)分子形状和相对分子质量 DNA是大的生物分子因此DNA水溶液具有高黏度；分子形状对分子质量也影响DNA在超速离心和在密度梯度离心时的行为。在氯化铯密度梯度离心时(48小时)，DNA的浮力密度与其碱基组成、分子构象有关，有高G+C的其浮力密度较高，超螺旋>环状>线形。 ?但事实上碱基环上的氢原子有其较为固定的位置：腺嘌呤和胞嘧啶环上的氮原子常处于氨基（-N H2）状态，只有极少数处于亚氨基（=N H）状态。同样，鸟嘌呤和胸腺嘧啶环上的C6上的氧原子常为酮式（C=O），很少有烯醇式（C-O H）。 ?另一方面,A与C上的氮原子偶尔也可以形成亚氨基，G与T上的氧原子偶尔也可形成烯醇式。可能这就是D N A复制时引起突变的原因之一。这种突变是生物进化的动力。 D N A双螺旋结构模型的要点： ①主链：脱氧核糖与磷酸基通过3…，5?－磷酸二酯键连接形成螺旋链的骨架。两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行地环绕于同一轴上，很象一条扭曲起来的梯子。两条多核苷酸走向为反向平行（a n t i p a r a l l e l），即一条链磷酸二脂键为5?-3?方向，另一条刚好相反。 ②碱基配对：每条长链的内侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键（h y d r o g e n b o n d）与它互补的碱基相联系。碱基配对不是随机的A与T配对

【培训课件-临床基因组学】_第五章 染色体微阵列分析-MYX-广州医学大学

第二节 染色体和DNA