40、基因组学在医学与蛋白质研究中的应用-优快云博客

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基因组学在医学与蛋白质研究中的应用

1. 基因表达的调控与比较基因组学

基因表达主要由起始阶段控制，这一过程较为复杂。RNA聚合酶结合到双链DNA的启动子区域，启动子通常位于转录起始点上游不远处，包含TATA序列（TATA - 框）。在这个位点，DNA变成单链，由于T - A是双氢键结合，比C - G三氢键结合更容易解开，所以富含TA的区域比富含CG的区域更容易解旋。

除了RNA聚合酶，还需要转录因子等其他蛋白质的帮助来启动转录。基因表达也可能受阻遏物调节，转录开始前阻遏物必须离开其DNA结合位点。在已测序的基因组中识别调控序列是一个具有挑战性的问题，但由于调控位点是基因功能装置的一部分，它们可能在不同物种间保守。通过比对两个或多个物种的直系同源基因，注意匹配的基因间序列，可以发现候选调控片段，这些保守片段被称为系统发育足迹。

比较基因组学可用于识别相互作用的蛋白质。如果一个物种中的多个蛋白质编码片段在另一个物种中编码为一个单一蛋白质，那么这些蛋白质很可能相互作用。该技术在大肠杆菌、流感嗜血杆菌和詹氏甲烷球菌这三种细菌物种中寻找相互作用的蛋白质方面已取得成效。

比较基因组学最大的用途或许在于阐明生物和基因的进化。在人类基因组测序完成之前，人们认为人类基因数量约为100,000个，但现在认为只有约30,000个，这与黑猩猩甚至拟南芥等其他生物的基因数量相差不大，且人类和黑猩猩的基因组约98%相似，但两者存在显著差异。这种差异可能源于基因表达的不同，例如，人类和黑猩猩大脑组织的基因表达存在超过五倍的差异，这表明基因表达是生物进化的重要因素，利用现有基因与创造新基因同样重要。