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第二章 遗传性疾病分子遗传学研究相关知识和研究方法
第一节 人类基因组与基因
基因组(genome)即生物细胞中全套染色体所含DNA序列的全部组成。人类基因组是指人类细胞中DNA分子所包含的全部遗传信息,包括核基因组(nuclear genome)和线粒体基因组(mitochondrial genome)。核基因组由细胞核中22对常染色体和X、Y性染色体DNA组成,核基因组DNA大小约3 300Mb,碱基对的不同排列方式决定了DNA序列的不同功能。线粒体基因组指每个线粒体中的环形双链DNA分子,即线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA),人类线粒体DNA共有16 569个碱基对,目前已知线粒体DNA突变与人类100余种疾病相关。
基因是具有遗传效应的DNA片段。一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或RNA的核酸序列,还包括为保证转录所必需的调控序列、5′端非编码序列、内含子及3′端非翻译序列等所有核苷酸序列。真核生物基因包括编码序列(外显子)和非编码序列(内含子),编码序列被非编码序列隔开,表现为镶嵌排列的断裂形式,这种基因被称为“割裂基因(split gene)”(图2-1)。不同基因的外显子和内含子数目各不相同,共同决定了基因的大小。目前已鉴定出近3.8万个编码基因,主要分布在常染色体和性染色体上,其中1号染色体上的基因最多,Y染色体上的基因数最少,其余少数基因分布在线粒体上,仅37个编码基因。
图2-1 真核基因结构示意图