结构基因

问:基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较

基因组学研究有哪些特点?

答:人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代,即大规模开展基

因组生物学功能研究和应用研究的时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是

功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。以功能基因组学为代表的

后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。

基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学

(structuralgenomics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional

genomics。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗

传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因

组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计

算机分析为特征。

功能基因组学(functionalgenomics又往往被称为后基因组学(postgenomics,它利

用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统

水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多

个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转

入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及

突变检测。

基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;

细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采

用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示

等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达

的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表

达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物

体。

功能基因组学

中文名称:功能基因组学

英文名称:FunctionalGenomics

学科分类:遗传学

注释:运用遗传技术,通过识别其在一个或多个生物模型中的作用来认识新发现

基因的功能。功能基因组用功能不明的分离基因作为起始点,然后选择具有该同源

基因的生物模型。这一生物模型可以是简单的酵母细胞或复杂的线虫甚至老鼠。基

因被选择性的用多种遗传技术灭活,在此生物体上选择性去除的效果被确定。通过

这种方法去除基因,它对生物功能的贡献就能够被识别。功能基因组在评估和检测

新药时十分有用。在另一种方法中,一整套基因被系统地灭活,人们就可以检测其对

特定细胞功能的影响。这里,一个新的基因和其功能就同时被识别了。

基因组(GENOME一词是1920年Winkles从GENes和chromosOEs铸成的,用

于描述生物的全部基因和染色体组成的概念。

1986年美国科学家ThomasRoderick提出了基因组学(Genomics,指对所有基因

进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱,核苷酸序列分析,基因定位

和基因功能分析的一门科学。因此,基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组

测序为目标的结构基因组学(structuralgenomics和以基因功能鉴定为目标的功能基

因组学(functionalgenomics,又被称为后基因组(postgenome研究。

功能基因组学(Functuionalgenomics又往往被称为后基因组学(Postgenomics,它

利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系

统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向

多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后

转入对基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分

析及突变检测。基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行

磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与

形态建成等。采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及

mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析,新的技术应运而生,

包括基因表达的系统分析(rialanalysisofgeneexpression,SAGE,cDNA微阵列

(cDNAmicroarray,DNA芯片(DNAchip等。