人类基因组计划进展和内容

人类基因组计划的进展和内容HumanGenomeProjectHGPSequencethe3billionbasepairsofhumanDNAandidentifythe100,000genescontainedinthehumangenome•测定人类染色体DNA上的30亿个核苷酸的排列顺序•确定染色体上的大约10万个基因人类的染色体组成基因和染色体的关系HGP的基本任务•遗传图谱：基因连锁图•物理图谱：人类基因组的不同载体DNA克隆片段重叠群图，大片段限制性内切酶切点图，DNA片段（探针）或一段特异DNA序列（STS）的路标图，以及基因组中广泛存在的特征性序列等的标记图，人类基因组的细胞遗传学图，最终在分子水平上与序列图的统一。•序列图谱：30亿个核苷酸组成的人类基因组的序列图•基因图谱：人类基因组中鉴别出占据2-5%长度的全部基因的位置、结构与功能人类基因组计划大事记•一九九○年十月誉为生命科学「阿波罗登月计划」的国际人类基因组计划启动。•一九九八年五月一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉遗传公司，目标是投入三亿美元，到二○○一年绘制出完整的人体基因组图谱，与国际人类基因组计划展开竞争。十月二十三日美国国家人类基因组研究所在美国《科学》杂志上发表声明说，人类基因组计划的全部基因测序工作将比原计划提前两年，即在二○○三年完成。•1999年九月中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的百分之一，也就是三号染色体上的三千万个硷基对。中国是继美、英、日、德、法之後第六个国际人类基因组计划参与国，也是参与这一计划的唯一发展中国家。十二月一日国际人类基因组计划联合研究小组宣布，他们完整地破译出人体第二十二对染色体的遗传密码，这是人类首次成功地完成人体染色体基因完整序列的测定。2000年四月底中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了百分之一人类基因组的工作框架图。2000六月二十六日科学家公布人类基因组工作草图。不同的生物基因组序列大小比较Human3.0x109Mouse3.0x109Worm1.0x108Drosophila1.1x108Yeast1.2x107Bacteria1.0-5.0x106Dictyostellium3.4x107BCM-HGSC基因组测序鸟枪法测序的原理及过程全基因组鸟枪法测序的主要步骤第一，建立高度随机、插入片段大小为2kb左的基因组文库。第二，高效、大规模的末端测序。对文库中每一个克隆，进行两端测序。第三，序列集合。TIGR发展了新的软件，修改了序列集合规则以最大限度地排除错误的连锁匹配。第四，填补缺口。高等真核生物（如人类）基因组中有大量重复序列，导致判断失误对鸟枪法的改进(1)Clonecontig法。首先用稀有内切酶把待测基因组降解为数百kb以上的片段，再分别测序。(2)靶标鸟枪法(diretedshotgun)。首先根据染色体上已知基因和标记的位置来确定部分DNA片段的相对位置，再逐步缩小各片段之间的缺口。Regionalmapping已知基因位置由已知基因向两端未知区域分别测序Regionalmapping片段之间还存在未知缺口序列Minimaltilingpathselectedforsequencing.Regionalmapping缺口片段逐渐减少，最后完成拼接20kbp~300bpMolecularweightmarkerevery5thlaneRestrictionfragmentfingerprinting-BACclonesaregrownin96-wellformat-HindIIIdigest-1%agarose限制性酶切指纹图谱ContigassemblyCloneABCDEFGFPC*OverlapidentificationbyrestrictionpatternsimilaritiesFacilitatedcontigassembly*SangerCentreC.Soderlund,ILongdenandR.Mott******Allrestrictionfragmentswithinacloneselectedforthetilingpathmustbeverifiedbytheirpresenceinoverlappingclones.:vectorfragments:insertfragmentsBCM-HGSCShotgunSequencingI:RANDOMPHASEBacClone:100-200kbShearedDNA:1.0-2.0kbSequencingTemplates:RandomReadsBCM-HGSCShotgunSequencingII:ASSEMBLYConsensusSequenceGapLowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-Assembly(Inverted)BCM-HGSCConsensusSequenceGapLowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-Assembly(Inverted)BCM-HGSCShotgunSequencingIII:FINISHINGConsensusSequenceGapSingleStrandedRegionMis-Assembly(Inverted)BCM-HGSCShotgunSequencingIII:FINISHINGConsensusSequenceGapMis-Assembly(Inverted)BCM-HGSCShotgunSequencingIII:FINISHINGConsensusMis-Assembly(Inverted)BCM-HGSCShotgunSequencingIII:FINISHINGBCM-HGSCShotgunSequencingIII:FINISHINGHighAccuracySequence:1error/10,000basesWholeGenomeShotgunSequencingWholeGenome:3,000MbShearedDNA:1.0-2.0kbSequencingTemplates:RandomReadsBCM-HGSCWholeGenomeShotgunSequencing:AssemblyConsensusSequenceGapLowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-Assembly(Inverted)BCM-HGSCWholeGenomeShotgunSequencing:AssemblyConsensusSequenceGapLowBaseQualityBCM-HGSCBCM-HGSC基因图谱点击显示人类基因组计划人类基因组计划的意义