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人类基因组计划的启动与实施

 月夜的小巫 2012-09-21

1986年有科学家提出实施人类基因组计划,在世界科学界引起了一场辩论。1990年7月,美国将人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)正式列入国家重大项目,美国国会还通过了30亿美元的研究经费正式启动这个计划,预计用15年的时间,在2005年绘出人类基因图谱。继美国之后,英国、日本、法国、德国、中国等18个国家相继参与这个计划,成为重大国际合作计划。这是迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划,与20世纪的“阿波罗计划”和“曼哈顿工程”并列,也被称为生命“阿波罗计划”。

一种生物的所有基因称为它的基因组。人类DNA上所有遗传信息的总和,就是人类基因组。它包括细胞核基因组和线粒体基因组,但通常是指细胞核基因组。从信息学角度看,人类基因组是精子与卵中所携带的遗传信息之总和;从细胞遗传学角度看,人类基因组是人类体细胞核内24条不同的染色体,即1号~22号染色体、X染色体及Y染色体之和;从分子遗传学角度看,人类基因组是组成上述不同染色体的24种DNA分子,由30亿个碱基对组成(人体内的遗传物质共有30亿个核苷酸);从经典遗传学角度看,则是决定人类所有性状的由碱基对的排列构成全部基因,最初人们预计人类的基因约为10万个。

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1、基因图谱

人类基因组计划的基本的工作,就是完成全部人类基因的测序,这个充满挑战的过程总共要做出4张图谱,生命的奥秘就在这4张图谱中形象的展现出来。

1)遗传图谱:利用人类家族遗传史和染色体上基因交换频率的试验数据,推断任何两个已知性状的基因之间的距离,根据点测试验确定各基因在基因组中的相互位置和排列顺序。

2)物理图谱:在特定染色体区域内确定基因在染色体上的实际排列顺序,对基因定位。

3)序列图谱:进行DNA的核苷酸测序分析。找出30亿个碱基对的准确位置或测出30个核苷酸的整个序列,并在基因图谱上表示出来。这相当于在北京到上海的公路旁种30亿棵树,而且是四种树,要把每一棵树的准确位置标出来。这是人类基因组计划最繁重、耗时最多的工作,是人类基因组计划的核心部分。

4)基因图谱:鉴定 DNA上所有基因的位置、结构、功能,分析其作用方式,解读人类的全部遗传信息。人类基因组计划的目标是建立人类基因组的结构图谱,并绘出人类基因图。这是一本人类生命的百科全书。如果把人类的全部遗传信息都破译,人类便在分子水平上看透了自己。

人类基因组计划实施以来,取得了一系列突破性进展,可谓捷报频传。

1992年,一个国际合作研究组完成了对酵母3号染色体DNA的全部315 357个碱基序列的测定,这是人类完成的第一条真核生物染色体DNA的全序列。

1995年,科学家们获得了人类第3号、第16和第22号染色体的高密度物理图。

   1999年12月1日,科学家们宣布,人类第22号染色体含3.34个碱基序列的测定已经全部完成,这是人类完成的第一条人类自身染色体的全序列测定,具有重要的意义。

2000年6月26日,美国、中国等6个国家宣布,人类基因组计划的物理结构全部完成,并将公开发布,中国完成了1%的测序工作。

2001年2月12日,美、日、德、法、英、中科学家和美国塞莱拉公司联合科学家首次公布了人类基因组“基本信息”——人类基因组工作草图及初步的分析结果。

2000年6月经过全球科学家近10年的共同努力,美、英、法、德、日和中国的工作都取得了阶段性胜利,2000年6月26日,美国总统克林顿在白宫向世人庄严宣布:人类基因组草图的绘制工作已经完成。这是人类科学史上的又一个里程碑时的时间,人类基因组图堪称人类的“第二张解剖图”,生命科学与人类社会历史一同进

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