基因組

基因組

在生物學中,一個生物體的基因組是指包含在該生物的DNA(部分病毒是RNA)中的全部遺傳信息,又稱基因體(genome)。基因組包括基因和非編碼DNA。1920年,德國漢堡大學植物學教授漢斯.溫克勒(Hans Winkler)首次使用基因組這一名詞。更精確地講,一個生物體的基因組是指一套染色體中的完整的DNA序列。

  • 中文名稱
    基因組
  • 外文名稱
    Genome
  • 組    成
    染色體
  • 地    位
    遺傳信息載體
  • 數    目
    人類數目約為2.5萬個
  • 類    型
    生物遺傳

基本簡介

《遺傳學名詞》第二版對“基因組”的釋義:

單倍體細胞核細胞器或病毒粒子所含的全部DNA分子或RNA分子。

基因組

現代遺傳學家認為,基因是DNA(脫氧核糖核酸)分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列的總稱,是具有遺傳效應的DNA分子片段。基因位于染色體上,並在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復製把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息得到表達。不同人種之間頭發、膚色、眼睛、鼻子等不同,是基因差異所致。

基因是生命遺傳的基本單位,由30億個鹼基對組成的人類基因組,蘊藏著生命的奧秘。始于1990年的國際人類基因組計畫,被譽為生命科學的“登月”計畫,原計畫于2005年完成。各國所承擔工作比例約為美國54%,英國33%,日本7%,法國2.8%,德國2.2%,中國1%。此前,人類基因組“工作架構圖”已于2000年6月完成,科學家發現人類基因數目約為2.5萬個,遠少于原先10萬個基因的估計。

人類基因組是全人類的共同財富。國內外專家普遍認為,基因組序列圖首次在分子層面上為人類提供了一份生命“說明書”,不僅奠定了人類認識自我的基石,推動了生命與醫學科學的革命性進展,而且為全人類的健康帶來了福音。

主要特點

真核生物和原核生物的基因組有不同的特點。

特點

1.

基因組基因組 基因組基因組

基因組較大。真核生物的基因組由多條線形的染色體構成,每條染色體有一個線形的DNA分子,每個DNA分子有多個復製起點。

2.不存在操縱子結構。真核生物的同一個基因簇的基因,不會像原核生物的操縱子結構那樣,轉錄到同一個mRNA上。

3.存在大量的重復序列。真核生物的基因組裏存在大量重復序列,通過其重復程度可將其分成高度重復序列、中度重復序列、低度重復序列和單一序列。

4.有斷裂基因。大多數真核生物為蛋白質編碼的基因都含有“居間序列”,即不為多肽編碼,其轉錄產物在mRNA前體的加工過程中被切除的成分。

生物基因組

1.基因組較小,通常隻有一個環形或線形的DNA分子。

2.基因組的大部分序列是用來編碼蛋白質的,基因之間的間隔序列很短。

3.功能相關的序列常串連在一起,由共同的調控元件調控,並轉錄成同一mRNA分子,可指導多種蛋白質的合成,這種結構稱操縱子。

理論發展

人類隻有一個基因組,大約有2.5萬個基因。人類基因組計畫是美國科學家于1985年率先提出的,旨在闡明人類基因組30億個鹼基對的序列,發現所有人類基因並搞清其在染色體上的位置,破譯人類全部遺傳信息,使人類第一次在分子水準上全面地認識自我。計畫于1990年正式啓動,這一價值30億美元的計畫的目標是,為30億個鹼基對構成的人類基因組精確測序,從而最終弄清楚每種基因製造的蛋白質及其作用。打個比方,這一過程就好像以步行的方式畫出從北京到上海的路線圖,並標明沿途的每一座山峰與山谷,雖然很慢,但非常精確。

套用實例

隨著人類基因組逐漸被破譯,一張生命之圖將被繪就,人們的生活也將發生巨大變化。基因葯物已經走進人們的生活,利用基因治療更多的疾病不再是一個奢望。因為隨著我們對人類 本身的了解邁上新的台階,很多疾病的病因將被揭開,葯物就會設計得更好些,治療方案就能“對因下葯”,生活起居、飲食習慣有可能根據基因情況進行調整,人類的整體健康狀 況將會提高,二十一世紀的醫學基礎將由此奠定。

利用基因,人們可以改良果蔬品種,提高農作物的品質,更多的轉基因植物和動物、食品將問世,人類可能在新世紀裏培育出超級作物。通過控製人體的生化特徵,人類將能夠恢復或修復人體細胞和器官的功能,甚至改變人類的進化過程。

病因特點

真核生物、原核生物和病毒的基因組有不同的特點。

真核生物基因組特點

1.基因組較大。真核生物的基因組由多條線形的染色體構成,每條染色體有一個線形的DNA分子,每個DNA分子有多個復製起點;

2.不存在操縱子結構。真核生物的同一個基因簇的基因,不會像原核生物的操縱子結構那樣,轉錄到同一個mRNA上;

3.存在大量的重復序列。真核生物的基因組裏存在大量重復序列,通過其重復程度可將其分成高度重復序列、中度重復序列、低度重復序列和單一序列;

4.有斷裂基因。大多數真核生物為蛋白質編碼的基因都含有“居間序列”,即不為多肽編碼,其轉錄產物在mRNA前體的加工過程中被切除的成分;

5.真核生物基因轉錄產物為單順反子;

6.功能相關基因構成各種基因家族。

原核生物基因組特點

1.基因組較小,通常隻有一個環形或線形的DNA分子;

2.通常隻有一個DNA復製起點;

3.非編碼區主要是調控序列;

4.存在可移動的DNA序列;

5.基因密度非常高,基因組中編碼區大于非編碼區;

6.結構基因沒有內含子,多為 單拷貝,結構基因無重疊現象;

7.重復序列很少,重復片段為 轉座子;

8.有編碼同工酶的等基因;

9.基因組的大部分序列是用來編碼蛋白質的,基因之間的間隔序列很短;

10.功能相關的序列常串連在一起,由共同的調控元件調控,並轉錄成同一mRNA分子,可指導多種蛋白質的合成,這種結構稱操縱子。

病毒基因組特點

1. 不同病毒基因組大小相差較大;

2.不同病毒基因組可以是不同結構的核酸;

3. 除逆轉錄病毒外,通常為單倍體基因組;

4.有的病毒基因組是連續的,有的病毒基因組分節段;

5. 有的基因有內含子;

6. 病毒基因組大部分為編碼序列;

7. 基因重疊。

基因特點

1. 不同病毒基因組大小相差較大;

2.不同病毒基因組可以是不同結構的核酸;

3. 除逆轉錄病毒外,通常為單倍體基因組;

4.有的病毒基因組是連續的,有的病毒基因組分節段;

5. 有的基因有內含子;

6. 病毒基因組大部分為編碼序列;

7. 基因重疊

圖書

基本信息

副標題:人種自傳23章

作 者:(英)裏德利 著,劉菁 譯

出 版 社:北京理工大學出版社

出版時間:2004-1-1

頁 數:387

I S B N:9787564001568

定 價:26.00 元

內容簡介

也許可以說,組成人類基因組的23對染色體的圖譜繪製是新世紀最重大的科學發現,它提出的問題與它解答了的問題同樣多。這些問題將深刻地影響我們對疾病、壽命和自由意志的思考方式。這些問題將影響你的後半生。

這個讓人難以置信的突破會有什麽後果?《基因組》在這方面提供了超群的洞察力。通過在每一對染色體上選擇一個新近發現的基因並講述其故事,馬特.裏德利敘述了我們這個物種及其祖先從生命出現之初到未來醫學邊緣的歷史。他探討了由于基因組的圖譜繪製而出現的科學、哲學以及首先問題,將幫助你理解這個科學裏程碑對你、對你的孩子、對人類意味著什麽。

作者簡介

馬特·裏行利過去是《經濟學家》的科技編輯,駐華盛頓和美國地區編輯,他是《紅色皇後:性與人類本性的進化》、《美德的起源:人類本能與合作的進化》和《借助于後天培養的自然力量:基因、經歷以及造就了我們人類的一切》的作者,現居英國。

圖書目錄

第一號染色體 生命

第二號染色體 物種

第三號染色體 歷史

第四號染色體 命運

第五號染色體 環境

第六號染色體 智慧

第七號染色體 本能

X和Y染色體 沖突

第八號染色體 自身利益

第九號染色體 疾病

第十號染色體 壓力

第十一號染色體 個性

第十二號染色體 自我組裝

第十三號染色體 史前

第十四號染色體 永生    

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