人类基因组计划

人类健康计划的目标

人类健康计划的一些重要目标如下:

识别出人类DNA中大约20000 - 25000个基因;
确定构成人类DNA的30亿个化学碱基对的序列;
将这些信息存储在数据库中;
改进数据分析工具;
将相关技术转移到其他部门，如工业;
处理项目可能产生的伦理、法律和社会问题(ELSI)。

方法:这些方法涉及两种主要方法。一种方法侧重于识别所有表达为RNA的基因(称为表达序列标签(ESTs))。另一种方法是盲目地对包含所有编码序列和非编码序列的整个基因组进行测序，然后再为序列中的不同区域分配功能(这一术语称为序列注释)。

为了测序，从一个细胞中分离出总DNA，并将其转换成相对较小的随机片段，并使用专门的载体在合适的宿主中克隆。克隆的结果是每一个DNA片段的扩增，因此它随后可以很容易地测序。常用的寄主为细菌和酵母，载体称为BAC(细菌人工染色体)和YAC(酵母人工染色体)。

这些片段是用自动DNA测序仪测序的，这种测序仪的原理是由弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)开发的。然后根据其中存在的一些重叠区域对这些序列进行排列。

这些序列随后被注释并被分配到每个染色体上。1号染色体的序列直到2006年5月才完成(这是24条人类染色体中的最后一条，包括22条常染色体和X和Y染色体)。

另一项具有挑战性的任务是在基因组上分配遗传和物理地图。这是利用限制性内切酶识别位点多态性和一些被称为微卫星的重复DNA序列的信息生成的。

人类基因组的显著特征

人类基因组包含3.1647亿个核苷酸碱基。
平均基因由3000个碱基组成，但大小差异很大，已知最大的人类基因是营养不良蛋白，有240万个碱基。
基因总数估计为3万个，远低于先前估计的8万到14万个。几乎所有人(99.9%)的核苷酸碱基都是完全相同的。
超过50%的已发现基因的功能是未知的。
只有不到2%的基因组编码蛋白质。
重复序列构成了人类基因组的很大一部分。
重复序列是DNA序列的延伸，重复多次，有时数百到数千次。它们被认为没有直接的编码功能，但它们揭示了染色体的结构、动力学和进化。
1号染色体拥有最多的基因(2968个)，Y染色体拥有最少的基因(231个)。
科学家们已经确定了人类大约140万个单碱基DNA差异(SNPs -单核苷酸多态性，发音为“snips”)发生的位置。bdapp官方下载安卓版这一信息有望彻底改变为疾病相关序列寻找染色体位置和追踪人类历史的过程。

DNA指纹分析

人类99.9%的碱基序列是相同的。bdapp官方下载安卓版差异在于序列的其余部分。正是这些DNA序列上的差bdapp官方下载安卓版异使得每个个体在他/她的表型外观上都是独一无二的。

DNA指纹包括识别DNA序列中被称为重复DNA的某些特定区域的差异，因为在这些序bdapp官方下载安卓版列中，一小段DNA被重复多次。在密度梯度离心过程中，这些重复DNA从大块基因组DNA中分离出来，形成不同的峰。

这些序列通常不编码任何蛋白质，但它们构成了人类基因组的很大一部分。这些序列具有较高的多态性，是DNA指纹图谱的基础。由于来自个体的每个组织(如血液、毛囊、皮肤、骨骼、唾液、精子等)的DNA都显示出相同程度的多态性，因此它们在法医应用中成为非常有用的鉴定工具。此外，由于基因多态性可以从父母遗传给孩子，在发生纠纷时，DNA指纹是亲子鉴定的基础。

由于DNA序列多态性是人类基因组遗传图谱和DNA指纹图谱的基础，因此我们有必要简单地理解DNA多态性的含义。多态性(遗传水平上的变异)由于突变而产生。

新的突变可能出现在个体的体细胞或生殖细胞中。如果一种生殖细胞突变没有严重损害个体产生能传播该突变的后代的能力，它就会传播给种群的其他成员

等位基因序列变异传统上被描述为DNA多态性，如果在人群中一个位点上出现一个以上的变异(等位基因)，且频率大于0.01。简单地说，如果在一个群体中高频率地观察到一个可遗传的突变，它被称为DNA多态性。在非编码DNA序列中观察到这种变异的概率较高，因为这些序列中的突变可能不会对个体的生殖能力产生任何直接影响。这些突变代代积累，形成变异/多态性的基础之一。

DNA指纹技术最初是由亚历克·杰弗里斯发明的。他使用卫星DNA作为探针，显示出非常高的多态性。它被称为可变串联重复数(VNTR)。与之前使用的技术一样，该技术涉及使用放射性标记的VNTR作为探针的Southern blot杂交。它包括

DNA的分离
通过限制性内切酶消化DNA，
通过电泳分离DNA片段，
将分离的DNA片段转移(吸干)到合成膜上，如硝化纤维或尼龙，
使用标记VNTR探针进行杂交
放射自显影法检测杂交DNA片段。

VNTR属于一类被称为微型卫星的卫星DNA。一个小的DNA序列以许多拷贝数串联排列。拷贝数在个体中因染色体而异。重复数表现出较高的多态性程度。因此，VNTR的大小从0.1到20 kb不等。因此，在与VNTR探针混合后，自放射图给出了许多不同大小的带。这些条带给出了单个DNA的特征模式。除了同卵双生的情况外，它在一个群体中因个体而异。采用聚合酶链式反应，提高了该技术的灵敏度。因此，单个细胞的DNA就足以进行DNA指纹分析。 In addition to application in forensic science, it has much wider application, such as in determining population and genetic diversities. Currently, many different probes are used to generate DNA fingerprints.