基因組學- 維基百科，自由的百科全書

基因組學（英語：Genomics），或基因體學，是研究生物基因組和如何利用基因的一門學科。

該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用，試圖解決生物，醫學，和工業領域的 ... 基因組學 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋 此條目翻譯品質不佳。

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遺傳學   重要概念 染色體 脫氧核糖核酸 核糖核酸 基因組 遺傳 突變 核苷酸 變異 Outline（英語：Outlineofgenetics） 目錄（英語：Indexofgeneticsarticles） 歷史及分支 遺傳學入門 歷史（英語：Historyofgenetics） 演化(分子演化) 群體遺傳學 孟德爾定律 計量遺傳學（英語：Quantitativegenetics） 分子遺傳學 研究 DNA測序 基因工程 基因組學(模板) 醫學遺傳學 遺傳學分支 個人化醫療 個人化醫療 Portal:遺傳學 Portal:生物學 Portal:分子與細胞生物學閱論編 基因組學（英語：Genomics），或基因體學，是研究生物基因組和如何利用基因的一門學科。

該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用，試圖解決生物，醫學，和工業領域的重大問題。

基因組學能為一些疾病提供新的診斷、治療方法。

例如，對剛診斷為乳腺癌的女性，一個名為「OncotypeDX」的基因組測試，能用來評估病人乳腺癌復發的個體危險率以及化療效果，這有助於醫生獲得更多的治療信息並進行個性化醫療。

基因組學還被用於食品與農業部門。

基因組學的主要工具和方法包括：生物信息學，遺傳分析，基因表達測量和基因功能鑑定。

目次 1發展史 1.1早期的測序工作 1.2DNA測序技術的開發 1.3完整的基因組 1.4「組學」革命 2基因組分析 2.1DNA測序 2.1.1霰彈槍定序法 3研究領域 3.1比較基因組學 3.2結構基因組學 3.3功能基因組學 3.4元基因組學 3.5營養基因組學 3.6遺傳相似性 4基因組學的應用 4.1基因組醫學 4.2合成生物學和生物工程 5參考 6參考資料 7外部連結 發展史[編輯] 早期的測序工作[編輯] 隨著在1941年左右羅莎琳·富蘭克林對於DNA的螺旋結構的確認，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在1953年發表的DNA的結構，還有弗雷德里克·桑格在1955年出版的胰島素的胺基酸序列，核酸測序成為早期分子生物學家們的一個主要目標。

DNA測序技術的開發[編輯] 弗雷德里克·桑格（FrederickSanger）沃特·吉爾伯特（WalterGilbert）弗雷德里克·桑格和沃特·吉爾伯特共享1980年度的諾貝爾化學獎，由於他們獨立開發的用於DNA測序方法。

除了他對胰島素的胺基酸序列的開創性工作之外，弗雷德里克·桑格和他的同事在能夠啟動建立全面的基因組測序計劃的DNA測序技術的發展中起到了關鍵作用。

在1975年，他和艾倫·庫爾森（AlanCoulson）發表用DNA聚合酶和放射性標記的核苷酸的測序過程，他稱為"加減測序法技術"。

該過程可以達到80個核苷酸測序一次性測序，和之前還是非常費力的過程相比是一大進步。

然而，在1977年，他的小組能測序5386個核苷酸的單鏈噬菌體Φ-X174噬菌體（英語：PhiX174）（PhageΦ-X174）中的絕大多數，完成了世界上第一個以DNA為基礎的基因組完全測序。

"加減測序法"的改進導致鏈終止法（chainterminationmethod），或桑格測序法，形成了DNA測序，基因組圖譜，數據存儲的技術的基礎，和在下一個四分之一世紀的研究中最廣泛使用的生物信息學分析。

在同一年，哈佛大學的沃爾特·吉爾伯特和艾倫·馬克薩姆（英語：AllanMaxam）（AllanMaxam）獨立開發出DNA測序的馬克薩姆-吉爾伯特測序（Maxam-Gilbert法，又稱化學法），涉及在DNA已知的鹼基優先斷裂，一種效率較低的方法。

由於他們在核酸測序開創性的工作，吉爾伯特和桑格與保羅·伯格（重組DNA）分享1980年度的諾貝爾化學獎。

完整的基因組[編輯] 基因組學出現於1980年代，1990年代隨著幾個物種基因組計劃的啟動，基因組學取得長足發展。

相關領域是遺傳學，其研究基因以及在遺傳中的功能。

1977年，噬菌體Φ-X174;（5,368鹼基對）完全測序，成為第一個測定的基因組[1]。

1995年，嗜血流感菌（Haemophilusinfluenzae，1.8Mb）測序完成，是第一個測定的自由生活物種。

從這時起，基因組測序工作迅速展開。

2001年，人類基因組計劃公布了人類基因組草圖，為基因組學研究揭開新的一頁。

2012年，千人基因組計劃 「組學」革命[編輯] 主條目：組學和人類蛋白質組計劃 「組」在基因組一詞中，意指一個物種的「全部」遺傳組成。

由於諸如基因組測序這樣的大規模定量生物項目的成功，「組」的這個意義的使用已經擴展到其他相關領域。

例如，蛋白質組指的是一個物種，組織或細胞內的全部蛋白質（表達的基因這裡指被翻譯成蛋白質）。

蛋白質組學現在已經作為研究蛋白質組的專業術語。

請參見：組學主題列表(生物學) 基因組分析[編輯] 主條目：基因組計劃 在一個生物體已被選擇以後，基因組項目涉及三個部分：DNA測序，該序列的組件生成原有染色體的表示法，以及該表示法的注釋和分析。

[2] DNA測序[編輯] 主條目：DNA測序 霰彈槍定序法[編輯] 主條目：霰彈槍定序法 研究領域[編輯] 比較基因組學[編輯] 主條目：比較基因組學 基因組間的相互比較已經導致一些驚人的生物學發現。

如果某特定的DNA序列或DNA基序在某進化樹分支上所有的物種都出現，則稱該序列在這些物種間是保守的。

某DNA序列的進化保守性提示擁有這些序列的物種具有相應的自然選擇優勢。

同時也提示，其具有重要功能。

這可能是蛋白編碼序列或調控區域。

對這些序列的實驗研究表明，其中一部分被轉錄成小RNA，而這些小RNA的功能尚未研究清楚。

在兩個進化樹上距離較遠，相關而又不處於同一進化分支中的物種間鑑定出相似序列（包括許多基因），促成了新理論的產生，該理論認為這些序列是通過水平基因轉移而獲得的。

儘管這些基因看起來是從古細菌向真細菌進行轉移，而這種現象在細菌間尤其顯著。

同時還注意到，細菌基因在真核生物核基因組中出現，而這些基因通常用來編碼粒線體和葉綠體蛋白，這種現象也支持細胞器起源的內共生學說。

該理論認為動物和植物基因組中發現的粒線體和葉綠體最初是自由生活的細菌，由祖先真核細胞吸收而來，後來逐步變成真核細胞的有機組成部分。

結構基因組學[編輯] 主條目：結構基因組學 由中西部結構基因組學中心確定的蛋白質結構的一個例子。

結構基因組學（StructuralGenomics）是基因組學的一個重要組成部分和研究領域，它是一門通過基因作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學。

結構基因組學尋求通過研究給定的基因組編碼來測定每一種蛋白質的三維結構。

這種基於基因組的方法允許通過實驗和建模方法的組合來實現結構確定的高通量方法。

結構基因組學與傳統結構預測之間的主要區別在於結構基因組學試圖確定基因組編碼的每種蛋白質的結構，而不是專注於一種特定的蛋白質。

功能基因組學[編輯] 功能基因組學（英語：Functionalgenomics）（Functionalgenomics）的研究又往往被稱為後基因組學（Postgenomics）研究，它是利用結構基因組學提供的信息和產物，通過在基因組或系統水平上全面分析基因的功能, 元基因組學[編輯] 主條目：元基因組學 元基因組學（英語：Metagenomics），又譯宏基因組學、總體基因體學，是一門直接取得環境中所有遺傳物質的研究。

研究領域廣泛，也可稱為環境基因體學、生態基因體學或群落基因體學。

在早期研究微生物基因體必須將環境基因DNA或RNA轉殖進入大腸桿菌體內，利用複製選殖方式，分析在自然環境中複製選殖特定基因(通常為16SrRNA)的多樣性。

但是，這樣的工作表明，絕大多數的微生物生物多樣性已被基於複製選殖的方法所遺漏[3]。

最近的研究使用「霰彈槍」或PCR定向測序來獲得來自所有樣本社區所有成員的所有基因的大部分無偏差的樣本基因[4]。

由於其能夠揭示以前隱藏的微生物多樣性，總體基因體學提供了一個強大的鏡頭，用於觀察微生物世界，這些微生物世界有可能徹底改變對整個生命世界的理解[5][6]。

營養基因組學[編輯] 營養基因組學的研究方面是檢測和操縱植物中的微量營養代謝途徑, 遺傳相似性[編輯] 學界常用某特定物種的DNA序列共享人類序列的百分比來表示相似性。

該數字顯示了兩物種之間鹼基對相同的百分比。

這裡所列的是相對於人類的遺傳相似性，並列出了數據來源。

這些數據來源於不同的二級數據源，並用不同的方法獲得（例如DNA-DNA雜交或序列比對），這可能導致相同物種間的比較得到不同的結果。

因此，這些數據應該僅僅用作大致相似性。

物種 相似性 數據來源 人類 99.9% 引自2000年1月，美國總統柯林頓國會演講;同時參見人類基因組計劃 100% 同卵雙生 黑猩猩 98.4% 醫學發展美國人聯會（AMP）;JonEntineintheSanFranciscoExaminer 98.7% Celera基因組中心RichardMural,quotedonMSNBC 倭黑猩猩 同黑猩猩 大猩猩 98.38% 基於物種間非重複DNA的研究，發表在AmJHumGenet.（2001）Feb;682:444-56上 小鼠 98% 醫學發展美國人聯會（AMP） 85% 比較所有的蛋白編碼序列,NHGRI 狗 95% 秀麗隱桿線蟲 74% 香蕉 50% 醫學發展美國人聯會（AMP） 水仙花 35% 基因組學的應用[編輯] 基因組學已經在許多領域，包括醫學，生物技術，人類學和其他社會科學提供應用。

基因組醫學[編輯] 下一代基因組技術允許臨床醫生和生物醫學研究人員對於大量的研究種群數量大幅增加收集的基因組數據。

也有越來越多的案例使用基因組學所得到的數據應用在個人化的治療上。

[7] 合成生物學和生物工程[編輯] 基因組學知識的增長，使合成生物學有越來越多的複雜的應用。

參考[編輯] 遺傳學主題 分子與細胞生物學主題 DNA基序 基因治療 基因工程 化學基因組學 結構基因組學 組學列表(生物學) 參考資料[編輯] ^SangerF,AirGM,BarrellBG,BrownNL,CoulsonAR,FiddesCA,HutchisonCA,SlocombePM,SmithM.NucleotidesequenceofbacteriophagephiX174DNA.Nature.February1977,265(5596):687–95.  ^Pevsner,Jonathan.Bioinformaticsandfunctionalgenomics2nd.Hoboken,N.J:Wiley-Blackwell.2009.ISBN 9780470085851.  ^Hugenholzetal.(1998)ImpactofCulture-IndependentStudiesontheEmergingPhylogeneticViewofBacterialDiversity.J.Bacteriol180(18):4765–74. ^Eisen,JA(2007)EnvironmentalShotgunSequencing:ItsPotentialandChallengesforStudyingtheHiddenWorldofMicrobes.PLoSBiology5(3):e82 ^Marco,D(2010)Metagenomics:Theory,MethodsandApplications.CaisterAcademicPress.ISBN978-1-904455-54-7. ^Marco,D(2011)Metagenomics:CurrentInnovationsandFutureTrends.CaisterAcademicPress.ISBN978-1-904455-87-5. ^Lu,YF;Goldstein,DB;Angrist,M;Cavalleri,G.Personalizedmedicineandhumangeneticdiversity.ColdSpringHarborperspectivesinmedicine.24July2014,4(9):a008581.PMID 25059740.  外部連結[編輯] PLoS引物：比較基因組學 "人類基因組專刊"自然,2001年2月15日,no.6822 搜索人類基因信息資料庫-http://www.medicalcomputing.net/cgi-bin/query_human_gene_info（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）,醫學計算，網絡 基因組學在線資料庫-https://web.archive.org/web/20060616055022/http://wit.integratedgenomics.com/GOLD/ 基因研究最新進展 聯會基因組學會 基因組研究中心（TIGR）-https://web.archive.org/web/20200513201339/https://tigr.org/ 桑格中心-http://www.sanger.ac.uk（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 美國國家生物技術信息中心（NCBI）-http://www.ncbi.nlm.nih.gov（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） http://www.dbbm.fiocruz.br/genomics/genomics.html（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） http://www.dbbm.fiocruz.br/genome/tcruzi/tcruzi.html（Chagas'[永久失效連結]DiseaseandTrypanosomacruzigenomeproject） TranslationalGenomicsResearchInstitute（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） InternationalGenomicsConsortium（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） FunctionalAnnotationoftheMousedatabase Dengueinfo.org-DengueVirusfullgenomedatabase-https://web.archive.org/web/20061208145541/http://www.dengueinfo.org/ 閱論編組學主題基因組學 認知基因組學（英語：Cognitivegenomics） 計算基因組學（英語：Computationalgenomics） 比較基因組學 基因組計劃 人類基因組計劃 古多倍性（英語：Paleopolyploidy） 總體基因體學 功能基因組學（英語：Functionalgenomics） 泛基因組學 個人基因組學（英語：Personalgenomics） 社會基因組學（英語：Socialgenomics） 結構基因組學 生物信息學 生物晶片 化學信息學 化學基因組學（英語：Chemogenomics） 免疫組學 連接組學 人類連接組計劃（英語：HumanConnectomeProject） 糖組學 脂類組學 代謝物組學 多肽組學（英語：Peptidomics） 藥物遺傳學（英語：Pharmacogenetics） 藥物基因組學 系統生物學 毒理基因組學（英語：Toxicogenomics） 轉錄物組學 結構生物學 蛋白質組學 人類蛋白質組計劃 結構藥物設計 研究工具和技術 雙向電泳 質譜法 電噴霧離子法（英語：Electrosprayionization）（ESI） 基質輔助雷射解吸/電離（MALDI） 微流控 同位素標記 機構 國立衛生研究院(美國) 日本DNA資料庫（日本） 歐洲分子生物學實驗室（歐盟） 維康桑格研究所（英國） 分類 閱論編遺傳學 入門 歷史（英語：Historyofgenetics） 有關主題（英語：Indexofgeneticsarticles） 組織列表（英語：Listofgeneticsresearchorganizations） 構成要素 染色體 脫氧核糖核酸(DNA) 核苷酸 核糖核酸(RNA) 基因組 遺傳學領域 古典（英語：Classicalgenetics） 保守（英語：Conservationgenetics） 生態 免疫 分子 群體 數量（英語：Quantitativegenetics） 古遺傳學 美洲（英語：GenetichistoryofindigenouspeoplesoftheAmericas） 不列顛群島（英語：GenetichistoryoftheBritishIsles） 歐洲（英語：GenetichistoryofEurope） 義大利（英語：GenetichistoryofItaly） 近東（英語：ArchaeogeneticsoftheNearEast） 南亞（英語：GeneticsandarchaeogeneticsofSouthAsia） 有關主題 表觀遺傳學 遺傳學家 基因編輯 基因組學 遺傳密碼 醫學遺傳學 分子進化 逆向遺傳學（英語：Reversegenetics） 基因工程 遺傳多樣性 遺傳 遺傳監測（英語：Geneticmonitoring） 遺傳系譜學 基因編輯嬰兒事件 遺傳學分類 遺傳學主題 共享資源 閱論編生物學背景 生物學史 植物學史（英語：Historyofbotany） 解剖學史 動物學史(1859年之前)（英語：Historyofzoology(through1859)） 動物學史(1859年之後)（英語：Historyofzoology(since1859)） 植物分類學史（英語：Historyofplantsystematics） 古生物學史（英語：Historyofpaleontology） 生態學史（英語：Historyofecology） 模式生物史（英語：Historyofmodelorganisms） 藻類學史（英語：Historyofphycology） 遺傳學史（英語：Historyofgenetics） 生物化學的歷史 分子生物學史 RNA生物學史（英語：HistoryofRNAbiology） 分子演化學史（英語：Historyofmolecularevolution） 免疫學史（英語：Timelineofimmunology） 生物技術史（英語：Historyofbiotechnology） 主領域 生物化學 分子生物學 結構生物學 糖生物學 蛋白質組學 基因組學 脂類組學 代謝物組學 系統生物學 細胞生物學 生理學 植物生理學 動物生理學 人類生理學 生物資訊學 免疫學 時間生物學 演化發育生物學 演化生物學 發育生物學 分子遺傳學 胚胎學 古生物學 解剖學 遺傳學 細胞遺傳學 表觀遺傳學 神經科學 組織學 生物統計學 生物分類學 植物學 動物學 真菌學 微生物學 病毒學 寄生蟲學 生態學 海洋生物學 天體生物學 流行病學 跨領域 生物數學 生物物理學 生物力學 量子生物學 化學生物學 合成生物學 生物地理學 保育生物學 分類 主題 共享資源 專題 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=基因組學&oldid=69156642」 分類：​基因組學隱藏分類：​使用ISBN魔術連結的頁面自2015年1月粗劣翻譯含有英語的條目自2017年12月帶有失效連結的條目條目有永久失效的外部連結 導覽選單 個人工具 沒有登入討論貢獻建立帳號登入 命名空間 條目討論 臺灣正體 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 閱讀編輯檢視歷史 更多 搜尋 導航 首頁分類索引特色內容新聞動態近期變更隨機條目資助維基百科 說明 說明維基社群方針與指引互助客棧知識問答字詞轉換IRC即時聊天聯絡我們關於維基百科 工具 連結至此的頁面相關變更上傳檔案特殊頁面靜態連結頁面資訊引用此頁面維基數據項目 列印/匯出 下載為PDF可列印版 其他專案 維基共享資源 其他語言 العربيةAzərbaycancaБашҡортсаБеларускаяবাংলাBosanskiCatalàČeštinaΕλληνικάEnglishEsperantoEspañolEestiEuskaraفارسیSuomiFrançaisGaeilgeGalegoעבריתहिन्दीMagyarՀայերենBahasaIndonesiaÍslenskaItaliano日本語한국어LietuviųBahasaMelayuNederlandsNorskbokmålNovialPolskiپښتوPortuguêsRomânăРусскийSrpskohrvatski/српскохрватскиSimpleEnglishСрпски/srpskiSvenskaதமிழ்ไทยTürkçeУкраїнськаOʻzbekcha/ўзбекчаTiếngViệtBân-lâm-gú 編輯連結