基因组学
我们的编辑器将检查你提交并决定是否修改这篇文章。
基因组学、研究结构的功能,继承的基因组(整个组遗传物质)的有机体。基因组学的主要部分是确定的分子序列的基因组脱氧核糖核酸(DNA一个生物体的)内容。基因组DNA序列包含在一个生物体染色体,一个或多个组中发现的每一个细胞的生物体。染色体可以进一步描述为包含的基本单位遗传,基因。基因转录单位,这些地区的染色体,在适当的情况下能产生核糖核酸(核糖核酸)记录,可以翻译成分子蛋白质。
每个生物都包含一组基本的染色体,独特的每个物种的数量和规模,包括它们之间的成套基因+任何DNA。虽然这个词基因组直到1920年才进入使用,基因组的存在已经知道自19世纪晚期,当最早观察到染色体染色可见身体下吗显微镜。最初发现的染色体是随后在20世纪由染色体上的基因映射基于交换的频率部分的染色体称为染色体交叉的过程,一个事件发生的正常过程的一部分复合和生殖细胞的生产(配子期间)减数分裂。可以映射的基因染色体交叉变异的主要是那些表型(可见表现一个生物体的遗传组成)被观察到,只有一小部分的总基因组中基因。的纪律基因组学的出现,当技术成为可以演绎完整的核苷酸的基因组序列,序列通常在数十亿核苷酸配对。
测序和基因组生物信息学分析
基因组序列通常是决定使用自动测序机器。在一个典型的实验来确定一个基因组序列,从样品提取的基因组DNA首先是有机体的细胞,然后分解成许多随机片段。这些DNA片段克隆在一个向量(载体)能够携带大型DNA插入。因为需要DNA测序的总量和额外的多次实验分析是在一个有机体的基因组DNA的总量,每个克隆的片段放大单独一个活细菌细胞内复制,迅速繁殖,大量生成许多细菌克隆。然后从细菌中提取DNA克隆克隆并送入测序仪。由此产生的序列数据存储在一个电脑。当一个足够大的组合数从许多不同的克隆,电脑一起使用序列重叠的关系。结果是基因组序列,然后存入一个公开访问数据库。(更多信息关于DNA克隆和测序,看到这篇文章DNA重组技术。)
一个完整的基因组序列本身是有限的使用;必须处理的数据发现的基因,如果可能的话,相关监管序列。需要这些详细的分析了领域生物信息学,计算机程序扫描DNA序列寻找基因,使用算法基于已知功能的基因,如独特的三联体的核苷酸序列被称为跨gene-sized段的起始和终止密码子的DNA和DNA序列已知重要的调节相邻基因。一旦确定了候选基因,他们必须带注释的把潜在的功能。这样的注释通常是基于已知功能类似的基因在其他生物序列,通过进化保护类型的分析基因序列和功能的生物由于他们的共同祖先。然而,在注释仍然存在的基因功能的一个子集不能推导出;这些功能逐渐透露进一步的研究。
基因组学应用
功能基因组学
分析基因的功能水平是基因组学的主要用途之一,通常被称为功能基因组学。确定单个基因的功能可以在几个方面进行。古典,或者向前,遗传方法开始于一个随机获得突变体的表型,并使用这个找到正常的基因序列及其功能。反向遗传学开始正常的基因序列(如通过基因组学),诱导目标突变基因,然后,通过观察突变表型变化,推导出基因的正常功能。正向和反向的两种方法是互补的。通常由正向遗传学基因识别被映射到一个特定的染色体区域,和完整的基因组序列揭示基因与一个已经在这个位置上带注释的功能。(关于基因研究的更多信息,看到遗传学:方法在基因。)
基因鉴定微阵列基因组分析
基因组学已经大大简化的过程中发现完整的基因相关的一些特定的子集时间或生物体的发育事件。例如,微阵列技术允许一个样本的DNA克隆的基因在整个基因组提出为了表面的一个特殊的芯片,这是一个小薄的玻璃被以这样一种方式,DNA分子牢牢地粘在表面。对任何感兴趣的特定发展阶段(例如,根头发的生长在植物或生产肢芽的动物),有机体的细胞总RNA提取,用荧光染料标记,用来洗澡的表面微阵列。由于特定的碱基配对,在场的rna结合他们最初的基因转录和生产芯片表面的荧光斑点。因此,整个过程中转录组基因的生物功能利益可以确定。注意,正向遗传学可以瞄准组装的子集的一个类似的目标基因与一些特定的生物过程。提出基因的方法是首先产生一个大组突变与表型改变过程出现在问题,其次是试图定义的基因通常引导过程。然而,这项技术只能识别基因突变产生一个容易辨认的突变表型,所以基因与微妙的影响往往错过了。
比较基因组学
进一步应用基因组进化关系的研究。使用古典遗传学可以通过比较研究、进化关系染色体大小、数量和种群之间的带状模式,物种,属。然而,如果完整的基因组序列,比较基因组学带来了分辨能力,远远大于古典遗传学方法和允许更细微的差别被探测到。这是因为比较基因组学允许有机体的dna比较直接,在小范围内。总的来说,比较基因组学已经显示出高水平的相似性密切相关的动物,如人类和黑猩猩,更令人惊讶的是,看似远亲的动物之间的相似性,如人类和昆虫。比较基因组学应用于不同的人类人口已经表明,人类物种是一个基因连续体,种群之间的差异是局限于一个很小的子集的基因影响肤色等肤浅的外表。此外,由于DNA序列可以测量数学,基因组分析可以在一个非常精确的量化的方法来测量特定程度的关联性。基因组学已经探测到小规模的改变,比如意外的存在高水平的基因在基因组复制和移动元素。
安东尼参考格里菲思