课程名称

医学分子生物学

年级

2007

专业、层次

临床医学、儿科、药学、中药学、耳鼻喉专业

授课教师

李娟

职称

讲师

课型（大、小)

大

学时

2

授课题目（章、节)

第七章  基因组学及相关组学医.学全在线

基本教材及主要参考书

药立波 主编. 医学分子生物学(第3版). 北京:人民卫生出版社,2008

冯作化 主编. 医学分子生物学. 北京:人民卫生出版社,2001

教学目的与要求：

目的：理解和掌握基因组学、功能基因组学和蛋白质组学的概念。理解和掌握人类基因组计划研究的主要内容。理解和掌握基因表达谱的研究方法。理解和掌握蛋白质组学的研究技术方法。

要求：

1.   基因组学、功能基因组学和蛋白质组学的概念。

2.   人类基因组计划研究的主要内容。

3.   基因表达谱的研究方法。

4.   蛋白质组学的研究技术方法。

教学内容与时间安排、教学方法：

内容：

1. 基因组学、功能基因组学和蛋白质组学的概念。  

2. 人类基因组计划研究的主要内容。    

3. 人类基因组计划在医学中的意义

4. 基因表达谱的研究    

5. 其他功能基因组学研究技术方法

6. 蛋白质组学研究方法     

7. 蛋白质组数据库及蛋白质组学的应用  

方法：尽量使用图片简图加深感性认识，总结对比增强辨识力，动画演示有助于理解。布置一些内容自学，尝试课堂提问或讨论。

教学重点及如何突出重点、难点及如何突破难点：

重点：基因组学、功能基因组学和蛋白质组学的概念；人类基因组计划研究的主要内容；基因表达谱和蛋白质组学的研究技术方法。

   对于重点内容，教学过程中应注意着重强调，以提醒学生注意。

难点：人类基因组计划研究的主要内容；基因表达谱和蛋白质组学的研究技术方法。

有关基因组学和蛋白质组学研究的技术方法，由于感性认识缺乏，理解起来较困难，应多使用图片和动画以助学生理解。

教研室审阅意见：

  教研室主任签名：

    年   月 日

基本内容

教学手段

课堂设计和时间安排

第七章  基因组学及相关组学

――――――――――――――――――

（★－重点，☆－难点)

第一节  基因组学

基因组学（genomics)是指对整个基因组的结构、结构与功能的关系以及基因之间相互作用进行探索的一门科学。

   人类基因组计划的主要研究内容

人类基因组计划（human genome project，HGP)最初由美国科学家于20世纪80年代中期提出，其目标是用15年时间，测定出人类基因组DNA的全部碱基序列。

HGP最终需要完成四张图谱：遗传图、物理图、转录图和序列图。

（一)遗传图谱

以具有遗传多态性的遗传标记作为“位标”，以遗传学距离作为“图距”所作出的基因组图谱。（二)物理图谱

物理图谱（physical map)是以一段已知碱基序列的DNA片段（碱基序列具惟一性)作为“位标”，以DNA分子的实际长度作为距离所作出的基因组图谱。

（三)转录图谱

转录图谱（transcriptional map)是以已知的基因表达序列作为“位标”，以DNA分子的实际长度作为距离所作出的基因组图，即基因表达序列图。

（四)序列图谱

序列图谱（sequence map)即指完整的人类基因组DNA碱基序列图谱。

人类基因组全部DNA碱基序列的测序工作于2003年4月基本结束；2006年4月，最后一个染色体的测序工作完成。

讨论

简图

动画

★概念。

☆结合图示讲解并强调：人类基因组计划研究的主要内容：遗传图谱、物理图谱、转录图谱、序列图谱。

 ――第1节课结束―――

   人类基因组计划在医学中的意义

人类基因组计划在医学中的意义主要体现在：

1、通过对基因结构与功能的研究，推动了在分子水平上对各种生理功能的认识。

2、推动了基因组信息与疾病易感性的研究。

3、促进了对癌症的研究。

4、促进了对疾病遗传学背景的研究。

5、促进了药物基因组学的研究。

讨论

讲解：基因结构与功能的研究；与疾病易感性的研究；与癌症的研究；疾病的遗传学背景；药物基因组学。

第二节  后基因组学

   功能基因组学研究基因组中所有基因的功能，它从整体水平上研究某种组织或细胞在同一时间或同一条件下所表达的基因的种类、数量及功能，或同一细胞在不同状态下基因表达的差异。

（一)基因表达谱的研究

1、基因芯片技术（DNA chip)：

即将大量已知序列的cDNA探针固定于支持物上，然后与样品所表达的全部cDNA进行杂交。

2、基因表达分析系统（SAGE)：

将细胞内所表达的mRNA逆转录为双链cDNA后，获取不同cDNA的序列标签并进行连接和扩增，再分析其表达模式图。

3、差异显示PCR（DDRT-PCR)：

将若干种不同mRNA的5´-端引物与3´-锚定引物随机组合后进行RT-PCR扩增，然后分析其产物的种类和表达量。

4、消减杂交法（SH)：

即将对照组的mRNA或cDNA与实验组的cDNA或mRNA进行杂交，去除杂交体中所含对照组的部分即为实验组中独特的表达成分。

（二)基因产物-蛋白质功能的研究

（三)基因组多样性的研究

（四)疾病相关基因的再测序

（五)寻找人类基因共同变异型

（六)基因组功能的注释

讨论

简图

动画

结合图示讲解并强调：基因芯片技术；基因表达分析系统；差异显示PCR；消减杂交法。

第一节 蛋白质组学

   蛋白质组学（proteomics)是指在亚细胞、细胞、组织或器管的整体水平上，研究其蛋白质组成及其活动规律的一门科学。

双向电泳分离技术、生物信息学处理技术以及蛋白质鉴定技术被称为蛋白质组研究的三大技术。

双向电泳技术利用蛋白质分子所带电荷及分子量的不同，将混合的蛋白质样品首先置于IPG胶上进行等电聚焦（IEF)分离，然后再置于变性聚丙烯酰胺凝胶（SDS-PAGE)上进行分离。此法通常可分离到1000~10000种不同的蛋白质。

讨论

简图

动画

★概念

★☆结合图示讲解并强调：双向电泳；生物质谱与蛋白质鉴定。

蛋白质组数据库

讨论

讲解：Swiss-Prot/TrEMBL蛋白质组数据库。

蛋白质组学的应用

讨论

讲解：比较蛋白质组学、功能蛋白质组学和疾病蛋白质组学。

―――第2节课结束―――

小

结

人类基因组计划研究的主要内容。

基因表达谱和蛋白质组学的研究技术方法。

复

习

思

考

题

、

作

业

题

1.   什么是基因组学？什么是功能基因组学？什么是蛋白质组学？

2.   人类基因组计划研究的主要内容包括哪些？

3.   人类基因组计划在医学上有哪些意义？

4.   哪些医.学全在线www.med126.com技术方法可应用于基因表达谱的研究？

5.   功能基因组学的研究包括哪些方面？

6.   什么是基因组多态性？什么是单核苷酸多态性？

7.   蛋白质组学的研究技术有哪些？

8.   常用的蛋白质组数据库有哪些？

9.   蛋白质组学可应用于哪些方面？

下

次

课

预

习

要

点

1.   细胞周期的概念和时相。

2.   主要的细胞周期蛋白与细胞周期蛋白依赖性激酶复合体。

3.   细胞分化、胚胎干细胞的概念。

4.   细胞分化的特点。

5.   p27蛋白、E2F对细胞周期的影响。

实

施

情

况

及

分

析