中国2000年6月以后人类基因组得工作进展
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发布时间：2023-02-15 04:55
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时间：2023-05-07 18:44
1.人类的遗传信息贮存于细胞染色体的脱氧核糖核酸（简称DNA）中。DNA基本组成单位是核苷酸，核苷酸有四种，按其碱基成分的不同分别称为A(腺嘌呤)、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）和T（胸腺嘧啶），它们以不同的顺序依次排列，形成由两条线性长链组成的双螺旋结构；两条链以其碱基间的氢键维系着双螺旋的结构，其一条链上的A与另一条链上的T形成互补碱基对，同样，G与C之间形成了另一对互补碱基。
基因（gene）是携带生物体遗传性状的基本单位，它的实质是染色体DNA线性链上的一段特定的核苷酸序列，这段序列蕴含了细胞中某一蛋白质或RNA的完整的遗传密码。据估算，一般认为人体基因的总数在10万个左右。
基因组（genome）〔3〕是指一个细胞所含的全部遗传信息,即染色体DNA(还有线粒体DNA)，它包括了全部的基因以及基因之间的区域。病毒的基因组很小，大肠杆菌的在4.6 Mb(百万碱基对)，人体基因组即指储存在细胞23对染色体上的全部核苷酸序列,其总数大约为30亿碱基对（3×109 bp）。
2.HGP的最终目标是完*类基因组全序列的测定，其内容主要分为遗传图、物理图的构建和DNA序列测定两个方面；基因的定位和分析也将包括在内。同时，还将开展模式生物基因组的研究。
采用遗传分析的方法构建的基因组图谱称谓遗传图(genetic map)，它是指基因或DNA标志在染色体的相对位置与遗传距离，它又称为连锁图(linkage map)。遗传距离是以基因片段在染色体交换过程中的分离频率，即cM表示。cM值大，说明两点之间的距离远；反之亦然。使用的DNA标志越多，越密集，遗传图的分辨率越精细。
应用分子生物学的技术构建的基因组图谱叫做物理图(physical map)，它是指DNA线性链上两个基因片段之间的实际距离，其距离的长短以核苷酸数目的多少来表示。它是由DNA的*酶片段或克隆的DN*段有序排列而成。物理图是序列分析和结构研究的基础。
3.cDNA及转录图。蛋白质是基因的表达产物，然而，基因必须先转录成相应的信使RNA(简称mRNA)，随后才按mRNA模板上核苷酸序列所蕴含的氨基酸密码翻译成蛋白质。在细胞核内,由基因（DNA）合成mRNA的过程称为转录；然而,由mRNA变成DNA的过程叫反转录。反转录的过程能在试管中进行，因为产生的DNA序列是与mRNA相互补，所以，称它为cDNA（complementary DNA）。全长cDNA是指一个成熟mRNA被全部反转录的双链DNA，它包含了mRNA编码氨基酸的区域及其上游（5′端）和下游（3′端）的非编码区域。在试管中进行逆转录反应，经常只能是一个片段, 要获全长cDNA的难度是比较大的。其所获的片段通常称为“EST”（express sequencing tag，表达序列标签），EST可作为某一特定mRNA或基因的代表。
人体内的所有的细胞都有相同的基因组即染色体DNA，而其基因的转录却是受到严格的*。不同的细胞为何显示不同的形态与功能，是因为基因组中不同的基因被转录的缘故。不同的细胞其基因组转录成mRNA的种类和数量不相同，产生的蛋白质不一样；就是同种细胞在其发育过程的不同阶段，mRNA的种类和数量也不尽相同。转录图的分析即可显示不同种细胞或同种细胞不同发育阶段、生理和病理状态下的基因表达情况，也可启示基因的生物功能〔4〕。
1990年正式启动 HGP，10年来取得了令人振奋的进展。归纳如下。
1.人类基因组作图已基本完成。遗传图的分辨率已精确到0.75cM左右；物理图已定位了52 000个STS（sequencing target site, 序列标签位点，指的是染色体上一段特异的核苷酸序列片段，可作为位置标志用）；在基因的分离与鉴定方面,已测定出新的EST 180万条,全长cDNA的克隆进展甚速。
2.人类基因组全序列的“工作草图”即将完成。人的22号染色体是人23对染色体中第二小的一条（最小的是21号），它的DNA全序列已于去年12月初完成，这是英、日、美、加拿大和瑞典五国科学家共同努力的结果。Dunham等〔1〕216位科学家署名的论文报道了人22号染色体常染色质区的全序列由3 340万碱基对（3.34×107 bp）组成，至少编码有545个基因和134个“假基因”（pseudogene）。并发现这一区域中含有与某些遗传病有关的基因，如猫眼综合征（cat eye syndrome）和先天性胸腺发育不全 (即DiGeoge 综合征)，还存在有与精神*症敏感性相关的位点。这是首次提供了人体一条完整染色体的全部遗传信息，对完*类基因组全序列测定具有里程碑的意义；同时,也表明应用克隆拼接技术（clone by clone approach）是可以完成一条染色体全长的测定。
除22号染色体外，第7号、21号及X等染色体也都接近或完成了40％～50％的工作量(见：www.ncbi.nlm.gov/genome/seq/)，有望在今年3月底完*类23对染色体DNA全序列的“工作草图”。
3.模式生物基因组测序对象不断扩大。酵母的全序列(14 Mb)测定已于1996年4月完成,1997年9月和1998年底又相继完成了大肠杆菌(4.6Mb)与线虫基因组(100 Mb)的序列测定。果蝇和小鼠的基因组测序工作进展加快；微生物、真菌和寄生虫基因组研究倍受重视。根据TIGR微生物数据库(www.tigr.org/tdb/mdb/mdbhmtl )的报道，目前已有20多种微生物基因组完成了序列测定，其中与疾病相关的占了11种左右〔6〕。例如结核分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis), 微小幽门螺旋菌(Helicobacter pylori) ，沙眼衣原体 (Chlamydia tetrachomatis) 等。在寄生虫方面，人恶性疟原虫的基因组分析进展很快。
我国的人类基因组研究正式启动于1994年，它获得了国家自然科学基金、国家高技术发展计划（863计划）、以及地方*等多种渠道的经费资助。1998年实施的国家重大基础研究规划项目也投入了较大的经费。国内的企业家和投资者开始注视着该项目的开发潜力。
1.人类基因组全序列测定是一个以美国为主，有英、法、德、日等国参加的国际间的合作项目。自1999年9月中国被正式接纳参加此项计划，承担其中1%的任务，测序的具体部位是从人3号染色体短臂的端粒(ter)到D3S3610标记，其遗传距离为31.4 cM。在国家863计划和中国科学院共同资助下，中科院遗传所以及国家人类基因组南、北两个研究中心的科技人员，正按照国际计划的进程，同步完成所承担的任务，力争今年3月底完成“工作框架”图。
在模式生物基因组测序中，除中科院为主承担的水稻基因组之外，微生物基因组测序已经开始。痢疾杆菌、泉生热袍菌(C.fonfana)和钩端螺旋体等基因组测序工作正在进行之中。
大规模测序、基因组扫描、cDNA阵列、基因芯片、SNP筛查和蛋白质组学等技术方法的建立与成熟应用，以及生物信息学的深入推广，将促进我国基因组研究的进一步发展。
四、展望
人类基因组全序列测定即将完成，研究工作已开始进入后基因组时代，重点转向功能基因组学的研究。如此飞速的进展将对21世纪生命科学包括医学科学在内的发展产生巨大的推动作用。同时，生物技术内涵已被进一步扩展，生物技术产业化也将有更大的发展。具有重要的生物学功能的新基因以及疾病相关基因的分离和克隆，可用于基因工程产品的生产、疾病的诊断与治疗或人类疾病发生机理的研究，并为创新药物研制提供基础。
我国的人类基因组研究正式启动于1994年，它获得了国家自然科学基金、国家高技术发展计划（863计划）、以及地方*等多种渠道的经费资助。1998年实施的国家重大基础研究规划项目也投入了较大的经费。国内的企业家和投资者开始注视着该项目的开发潜力。
1.人类基因组全序列测定是一个以美国为主，有英、法、德、日等国参加的国际间的合作项目。自1999年9月中国被正式接纳参加此项计划，承担其中1%的任务，测序的具体部位是从人3号染色体短臂的端粒(ter)到D3S3610标记，其遗传距离为31.4 cM。在国家863计划和中国科学院共同资助下，中科院遗传所以及国家人类基因组南、北两个研究中心的科技人员，正按照国际计划的进程，同步完成所承担的任务，力争今年3月底完成“工作框架”图。
在模式生物基因组测序中，除中科院为主承担的水稻基因组之外，微生物基因组测序已经开始。痢疾杆菌、泉生热袍菌(C.fonfana)和钩端螺旋体等基因组测序工作正在进行之中。
大规模测序、基因组扫描、cDNA阵列、基因芯片、SNP筛查和蛋白质组学等技术方法的建立与成熟应用，以及生物信息学的深入推广，将促进我国基因组研究的进一步发展。
四、展望
人类基因组全序列测定即将完成，研究工作已开始进入后基因组时代，重点转向功能基因组学的研究。如此飞速的进展将对21世纪生命科学包括医学科学在内的发展产生巨大的推动作用。同时，生物技术内涵已被进一步扩展，生物技术产业化也将有更大的发展。具有重要的生物学功能的新基因以及疾病相关基因的分离和克隆，可用于基因工程产品的生产、疾病的诊断与治疗或人类疾病发生机理的研究，并为创新药物研制提供基础。
参考资料：http://www.120online.org/literature/medicine/1783/2007-05-06/593568_3.html
