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人类基因组标记

我们知道人类基因组有30亿个碱基对，其中还包含有大量的重复序列。要在这样大的序列中确定某一基因或特定DNA序列的位置，如同大海中捞针，因此有必要对整个人类基因组予以划分。人类基因组分布在24条(1～22号、X、Y)染色体上，采用细胞遗传学的方法可以将每一条染色体划分为长臂、短臂、区、带、亚带等，这为定位基因或特定DNA序列的位置提供了染色体标志。但是每一条染色体亚带通常包含几百万个碱基，因此对于基因定位和序列分析来说还需要更细致的划分和标记。就好像对一个街区中的每一条小巷，甚至每一个院落都给予编号一样。

人类基因组计划主要内容包括绘制人类基因组的4张图，即遗传(连锁)图、物理图、DNA序列图和转录图。

(1)遗传图  遗传图是指基因或DNA标记(如多肽性遗传标记)在染色体上以遗传距离表示相对位置的图，又称为连锁图。遗传距离通常以基因或DNA片段在染色体交换过程中分离的频率厘摩(cM)来表示。cM值越高，表明两点之间距离越远；cM值越低，表明两点间距离越近。通过遗传图可以大致了解各个基因或DNA片段之间的相对距离与方向。遗传距离是通过遗传连锁分析获得的，使用的DNA标记越多，越密集，所得到的遗传连锁图的分辨率就越高。目前人类基因组遗传图的分辨率为6cM。遗传图不仅是现阶段定位基因的重要手段，即使在人类基因组物理图建立起来之后，它依然是研究人类基因组遗〖〗传与变异的重要手段。这方面研究的下一个目标就是建立分辨率更高的遗传图。

(2)物理图  物理图指表示DNA序列上DNA标记之间实际距离的图。通常由DNA的限制酶片段或克隆的DNA片段有序排列而成。标记之间的物理距离以DNA上核苷酸数目的多少(kb，表示千碱基对，或Mb， 1 Mb=1 000 kb)来表示。物理图是进行DNA序列分析和基因组织结构研究的基础。限制酶物理图是基因组结构的重要特征，例如，每一个基因都有其特定的限制酶，每一条染色体，每一个个体的基因组，甚至每一个物种的基因组，都有其特异的限制酶物理图。

物理图反映了DNA标记之间的实际距离，而遗传图则反映DNA标记之间的连锁关系。在DNA交换频繁的区域，两个物理距离位置相距较近的基因或DNA片段，可能具有较大的遗传距离，而两个物理距离位置相距较远的基因或DNA片段，则可能因该部位在遗传过程中很少发生交换而具有很近的遗传距离。

(3)序列图  序列图是指整个人类基因组的核苷酸序列图，也是最详尽的物理图。测定的总长度约为1 m。由30亿个核苷酸对组成的序列图就是人类基因组计划原定2005年要完成的任务。2000年6月，6国科学家已向全世界宣布“人类基因组草图”的绘制工作已经完成。

(4)转录图  在整个人类基因组中，只有1%～5%的DNA序列为编码序列。在人体某一特定组织的细胞中，一般只有10%的基因是表达的。如果能把某段DNA序列相应的mRNA确定下来，就抓住了基因的主要部分，即可转录部分。所以，一张人类基因组的转录图(也称cDNA图或表达序列图)才是人类基因图的雏形。

目前的人类基因组全序列图是一个“代表性人类个体”的序列图。由于所有人类个体的基因座位都是相同的，不同种族、不同个体的基因差异(人类基因组多样性)，以及“正常”与“致病”基因的差异，只是同一座位上的等位基因的差异。因此，这一“代表性人类个体”的基因与序列，在理论上可以代表全人类的基因组信息，在实际意义上可用于任何个体的基因诊断、基因分析。从这一意义上说，人类基因组的“代表性信息”应该是全人类的专利，不管其实验材料来自何人何地。

人类历史上的第一张人体解剖图，曾解开人类机体之谜，奠定了近代医学的基础。人类基因计划所提供的这四张“图”，组成了不同层次的、最终为分子水平的人类的“第二张解剖图”。它揭开了决定人类生、老、病、死的所有遗传信息之谜，它将成为人类认识自我的用之不竭的知识源泉，并将为二十一世纪生物学、医学的进一步发展奠定基础。

虽然人类基因组计划是可与阿波罗登月计划相媲美的庞大的工程计划，但是这一计划所提供的四张图，还不能说是真正意义上的基因图。即使DNA全序列图，也还是一张由简单的ATCG写就的难于解读的“天书”，并没有直接告诉我们人类的遗传奥秘。只有彻底解读了“天书”，我们才能说是真正认识了人类遗传的奥秘。