[科普中國]-基因組

基因組是指細胞內(nèi)所有遺傳信息，這種遺傳信息以核苷酸序列形式存儲。細胞或生物體中，一套完整的單倍體的遺傳物質(zhì)的總和稱為基因組。1

簡介基因組是指整套人類基因結構，控制著人類從一個單個細胞到一個復雜整體的發(fā)育。與合成蛋白質(zhì)相關的人基因組估計由20000個基因構成，分布于大部分體細胞的雙組46條染色體上2。

原理介紹單倍體細胞核、細胞器或病毒粒子所含的全部DNA分子或RNA分子。

現(xiàn)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?；蛭挥谌旧w上，并在染色體上呈線性排列?；虿粌H可以通過復制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(fā)、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30億個堿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劃，被譽為生命科學的“登月”計劃，原計劃于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“工作框架圖”已于2000年6月完成，科學家發(fā)現(xiàn)人類基因數(shù)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(nèi)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(yī)學科學的革命性進展，而且為全人類的健康帶來了福音。

理論發(fā)展人類只有一個基因組，大約有2.5萬個基因。人類基因組計劃是美國科學家于1985年率先提出的，旨在闡明人類基因組30億個堿基對的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并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平上全面地認識自我。計劃于1990年正式啟動，這一價值30億美元的計劃的目標是，為30億個堿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制造的蛋白質(zhì)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，并標明沿途的每一座山峰與山谷，雖然很慢，但非常精確。

應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(fā)生巨大變化。基因藥物已經(jīng)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臺階，很多疾病的病因?qū)⒈唤议_，藥物就會設計得更好些，治療方案就能“對因下藥”，生活起居、飲食習慣有可能根據(jù)基因情況進行調(diào)整，人類的整體健康狀 況將會提高，二十一世紀的醫(yī)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(nóng)作物的品質(zhì)，更多的轉(zhuǎn)基因植物和動物、食品將問世，人類可能在新世紀里培育出超級作物。通過控制人體的生化特性，人類將能夠恢復或修復人體細胞和器官的功能，甚至改變?nèi)祟惖倪M化過程。

基因組特點真核生物、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分子有多個復制起點；

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(zhuǎn)錄到同一個mRNA上；

3.存在大量的重復序列。真核生物的基因組里存在大量重復序列，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(shù)真核生物為蛋白質(zhì)編碼的基因都含有“居間序列”，即不為多肽編碼，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)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(zhuǎn)錄產(chǎn)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，通常只有一個環(huán)形或線形的DNA分子；

2.通常只有一個DNA復制起點；

3.非編碼區(qū)主要是調(diào)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(qū)大于非編碼區(qū)；

6.結構基因沒有內(nèi)含子，多為 單拷貝，結構基因無重疊現(xiàn)象；

7.重復序列很少，重復片段為 轉(zhuǎn)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(zhì)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(diào)控元件調(diào)控，并轉(zhuǎn)錄成同一mRNA分子，可指導多種蛋白質(zhì)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(zhuǎn)錄病毒外，通常為單倍體基因組；

4.有的病毒基因組是連續(xù)的，有的病毒基因組分節(jié)段；

5. 有的基因有內(nèi)含子；

6. 病毒基因組大部分為編碼序列；

7. 基因重疊。即同一段DNA片段能夠編碼兩種或兩種以上的蛋白質(zhì)分子，這種現(xiàn)象在其他生物細胞中僅見于線粒體和質(zhì)粒DNA。3

圖書基本信息副標題：人種自傳23章

作 者：（英）里德利 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(shù)：387

I S B N：9787564001568

定 價：26.00 元

內(nèi)容簡介也許可以說，組成人類基因組的23對染色體的圖譜繪制是新世紀最重大的科學發(fā)現(xiàn)，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后半生。

這個讓人難以置信的突破會有什么后果？《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(fā)現(xiàn)的基因并講述其故事，馬特.里德利敘述了我們這個物種及其祖先從生命出現(xiàn)之初到未來醫(yī)學邊緣的歷史。他探討了由于基因組的圖譜繪制而出現(xiàn)的科學、哲學以及首先問題，將幫助你理解這個科學里程碑對你、對你的孩子、對人類意味著什么。

作者簡介馬特·里行利過去是《經(jīng)濟學家》的科技編輯，駐華盛頓和美國地區(qū)編輯，他是《紅色皇后：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《借助于后天培養(yǎng)的自然力量：基因、經(jīng)歷以及造就了我們?nèi)祟惖囊磺小返淖髡?，現(xiàn)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(huán)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

讀后感看完這本書的時候，我恰好在吃面。

那就從面條開始談起，一碗我眼中正常的面條，必然有很多配料，它包括醋醬油鹽巴味精蔥香菜花椒胡椒辣椒，或許還可以加個蛋什么的。

那么，讓我們假設生命是一碗面條(請不要狹義的理解為只有面條，我指的是包含眾多調(diào)味料在內(nèi)的面條)。

這本書就是從各個調(diào)料細分開來講，人類基因組——一套完全的人類基因——包裝在一共23對獨立的染色體里。

由于作者把X和Y染色體放在一起了。所以全書一共只有22章節(jié)。

每個染色體都被作為單獨的故事羅列出來，單獨講述。但你首先要明白，他們是不可分割的。

1號染色體——生命。講生命的誕生，來源。

2號染色體——物種。人類發(fā)展和近親之間的分別。

3號染色體——歷史。孟德爾以及其他科學家在遺傳學上做出的貢獻。

4號染色體——命運。你的命運完全在你的基因里。

5號染色體——環(huán)境。推翻讓讀者覺得基因是簡單的分割開來的。具體是講述”哮喘基因“。

6號染色體——智慧?；虻拇嬖诓皇菫榱酥虏〉摹１菊屡険袅怂^的智商測試，由此推斷的話，你可以把個性測試以及星座神話都看作笑話了。

7號染色體——本能。解釋行為遺傳學和進化心理學結論對人類的影響。

8號染色體和9號染色體——X和Y染色體——沖突。性染色體，同性戀是否遺傳。

8號染色體——自身利益?；蚪M97%都不是真正的基因。(又可以成為垃圾DNA)同時也講述了基因指紋測試技術。

9號染色體——疾病。解釋了血型的不同以及基因?qū)膊〉牡挚沽Α?/p>

10號染色體——壓力。外部事件對基因的影響。

11號染色體——個性。性格的天生以及后天對性格的影響。

12號染色體——自我組裝?；蚴蔷幹坪玫囊贿B串程序，自我運行功能。

13號染色體——史前。你知道你為什么能消化牛奶?你祖宗幾千里以前就學會了“偷奶”。

14號染色體——永生。壽命長短實在不好說。萬一哪個基因調(diào)皮一下，你就掛了。

15號染色體——性別。你出生真不是自個兒決定的事，是男是女，你爸媽也沒法決定。

16號染色體——記憶。想知道為嘛你記東西老是學完就忘么。

17號染色體——死亡。癌癥啊!癌癥啊!

18號染色體——歷史?；蚬こ踢@玩意兒。

19號染色體——預防。你又想知道，你又不想知道。

20號染色體——政治。無知導致的悲劇。

21號染色體——優(yōu)化人種論。優(yōu)化人種的歷史和現(xiàn)在遺留下來的歧視。

22號染色體——自由意志。休謨之叉：我們的行為要么是事先已經(jīng)被決定了的，這樣我們就不必為它們負責;要么是偶然事件的結果，這樣我們也不必為它們負責。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

江松敏 - 副教授 - 復旦大學