求一篇 后基因组时代分子生物学。 题目:

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后基因组时代的分子生物学技术2000年6月26日，人类基因组计划(human　genome project，HGP)与Celera公司的负责人共同宣布了人类基因组工作框架图的完成，2b01年2月分别将自己测定的框架图发表在"Nature"和"Science"向大众公布。同时，模式生物基因组计划(model organism genome project，MOGP)已完成了大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、酿酒酵母(Saccharomyces　cerevisiae)、秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila melanogaster)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)的基因组全序列测定和图谱的绘制等工作。另外小鼠(Musmusculs)等哺乳动物基因组计划也取得了很大进展。所有这些，标志着基因组学研究已由静态碱基测序的结构基因组学(structural　genomics)转入到和态生物学功能注释的功能基因组学(functional genomics)即后基因组时代(post-genomeera)。前者代表基因组研究分析的早期阶段，以建立生物体高分辨遗传、物理和转录图谱为主；后者代表基因组研究分析进入了一个新阶段，即利用结构基因组学提供的信息，系统研究基因的功能，它以高通量、大规模试验方法及统计与计算机分析为特征。后基因组时代的分子生物学技术主要包括功能基因表达概况、功能蛋白质组学、比较基因组学和生物信息学等技术。1 功能基因表达概况研究 基因表达概况是比较不同组织和不同发育阶段，正常状态和疾病状态，以及体外培养的细胞中基因表达模式的差异。基因表达分子模式研究，一是制作mRNAs的表达谱，二是研究蛋白质表达谱即蛋白质组学(这proteomics)。在转录水平研究基因表达的经典方法有RT-PCR、RNase保护试验、RNA印迹杂交等方法，但这些方法只能一次做一个或几个基因。目前，随着各种生物基因组计划的深入研究，必须借助新的技术如微点阵(micrioarray)和基因表达系列分析(serial analysis Of gene expression，SAGE)等技术进行大规模、高通量的基因表达分析。1．1 差别显示 1992年真核生物mRNA的差别显示(differential　display，DD)技术建立，它可以快速而可靠地同时比较两个以上的细胞群体或组织的基因表达差异。经DNase处理的高纯度的总RNA用T11XY引物(X＝A／C／G；Y＝A／C／G／T)进行反转录，其产物作为下一步PCR的模板，PCR底物使用标记的核苷酸，使用与反转录相同的T11XY引物和随机引物10mer各一套。这样就可以扩增出一个亚群的总cDNA，然后总cDNA进行凝胶电泳放射自显影，通过cDNA带谱的比较就可鉴定出差异扩增的cDNAs。1．2 代表性差异分析 代表性差异分析(representational difference　analysis，RDA)先是用于鉴别2个复杂基因组的差异而建立的，以后结合减法杂交和PCR技术的优势用于分析基因差别表达。首先，用从2个不同的群体获得的mRNA，分别称为tester和driver(对照)，进行反转录，用多位点限制性酶消化后，在cDNA的两端连上linker，然后进行PCR~产生不同基因池的最初代表。tester和driver的cDNAs的linker经消化后，再在它的两端连上一个新的linker，尔后把tester和driver的cDNAs以1：100的比例混合，过量的drivercDNAs是为了促进在2个cDNA间的杂交，然后通过其两端的引发位点进行PCR，只扩增tester cDNA产生的同源双链。RDA的主要优势是，通过稀有表达的tester序列的一个富集步骤，只特异性扩增存在于一个cDNA池中的片段。1．3 表达序列标签 一个细胞或生物的基因表达模式决定了其基本的生物学性状。在微生物中编码区域的鉴定可以通过对整个基因组测序而实现。对于真核生物存在着基因的非邻接组织结构，这就需要表达序列标签(expressed　sequence　tags，ESTs)。ESTs的最重要的特征之一是能够用于鉴定由基因组得来的编码区。重叠的ESTs序列可以装配为一个个重叠框(contig)，从而可以确定一个基因的整个mRNA序列。利用产生的数据库和ESTs，对区分表达和未表达的基因组区域将会有很大的帮助。