分子生物学课程内容细胞与大分子蛋白质结构核酸的性质原核与真核生物的染色体结构
DNA复制
DNA损伤、修复与重组基因操作克隆载体基因文库与筛选克隆 DNA的分析与应用原核生物的转录原核生物的转录调控真核生物的转录真核生物的转录调控
RNA加工与核糖核蛋白复合体遗传密码与 tRNA
蛋白质合成噬菌体与真核生物病毒肿瘤病毒与癌基因绪 论分子生物学发展的基础
（一） 创世说和进化论三个与生命现象相关的基本问题
生命是怎样起源的？
为什么,有其父必有其子,？
动、植物个体是怎样从一个受精卵发育而来的？
生命的起源
创世说（ creationist）
圣经 旧约全书
自然起源
奥巴林假说（ Oparin hyperthesis）
地球起源早期，空气中包含甲烷、水蒸气、氨和一些氢气
大气紊乱导致强烈的雷电
简单有机物产生并被收集在早期的海洋之中
Earth was very different
then!
Essentially no
atmospheric O2
Highly corrosive,destroys
molecules
Highly energetic
Lightning,volcanic
activity,UV radiation high
Provide energy for
chemical reactions
什么是生命？生命如何定义？
从生物学角度的定义从物理学角度的定义从生物物理学角度的定义
“生命”的完整的、系统的定义从生物学角度
“生命”被定义为,由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
从物理学角度的定义,“生命,=“负熵,
热力学第二定律指出，任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。
生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。
从生物物理学角度的定义生命有三要素：物质、能量、信息在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、
协调和统一。
其他说法生理学的定义：生命体是具有进食、代谢、排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性功能的系统；
新陈代谢的定义：生命系统具有界面，与外界经常交换物质、但不改变自其身性质；
生物化学的定义：生命系统包含着储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白；
遗传学的定义：生命系统是通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统；
热力学的定义：生命系统是一个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部秩序。
（二） 达尔文学说
1859年达尔文发表了著名的,物种起源,
一书，提出了进化论学说。其进化论思想的精髓可概括为“物竞天择，适者生存”
几个字。他认为世界上的一切生物都是可变的，物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的。
（三） 细胞学说的建立十七世纪末十八世纪初，荷兰的
Leeuwenhoek制作了世界上第一台显微镜，并观察了诸多生物样本。
大约与其同时代的 Hooke第一个提出“细胞”一词。
十九世纪，德国植物学家 Schleiden和动物学家 Schwann建立了细胞学说。他们认为：所有组织的最基本单元是形状非常相似而又高度分化的细胞。细胞的发生和形成是生物界普遍和永久的规律。
（四） 经典的生物化学和遗传学
进化论和细胞学说的结合，产生了现代生物学。而以研究动、植物遗传变异规律为目标的遗传学和以分离纯化、鉴定细胞内含物质为目标的生物化学则是这一学科的两大支柱。
经典的生物化学的成就
十九世纪，人们就已经发现了蛋白质。
到二十世纪初，组成蛋白质的 20种氨基酸被相继发现。 Fisher还论证了连接相邻氨基酸的,肽键,的形成。细胞的其他成分，如脂类、糖类和核酸也相继被认识和部分纯化。
1869年,Misescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离到 DNA。
1910年，德国科学家 Kossel首先分离得到了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。
经典遗传学的建立和发展
1865年,奥地利科学家孟德尔
（ Gregor Mendel） 发表了,植物杂交试验,一书，提出了遗传学的两条基本规律：统一律和分离律。他认为：生物的每一种性状都是由遗传因子控制的，
这些因子可以从亲代到子代，代代相传。
1909年，丹麦遗传学家
W,Johannsen首先使用
“基因”一词。
二十世纪初，美国遗传学家 Morgan提出了基因学说。他指出,种质必须由独立的要素组成，我们把这些要素称为遗传因子，或者简单地称为基因。
Morgan及其助手发现了 连锁遗传规律,并且第一次将代表某一性状的基因，同某一特定的染色体联系起来。
第二节 分子生物学发展简史分子生物学的定义,
是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。
1928年英国科学家 Griffith等人发现肺炎链球菌可以引起肺炎，导致小鼠死亡 。
1944年美国微生物学家 Avery通过肺炎链球菌对小鼠的感染实验，证明 DNA是遗传信息的载体 。
1953年 Watson和 Crick提出 DNA右手双螺旋模型，于 1962年和 Wilkins共享诺贝尔生理医学奖。
同年,Sanger首次阐明了胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河，
他于 1958年获诺贝尔化学奖 。
1954年 Crick提出遗传信息传递的中心法则。
1958年,Meselson和 Stahl提出了
DNA的半保留复制 。
1961年，法国科学家 Jacob和 Monod
提出了调节基因表达的操纵元 （ operon）
模型,1965年获得诺贝尔生理医学奖。
他们还首次提出了信使核糖酸 （ mRNA）
的存在及作用 。
同年,Nirenberg等人应用合成的
mRNA分子 [poly(U)]破译出第一批遗传密码。
1966年,美国科学家 Nirenberg等人破译了全部的 DNA遗传密码,1969年与
Holley和 Khorana分享了诺贝尔生理医学奖。
1967年发现了可将 DNA连接起来的
DNA连接酶 。
1970年 Smith,Qilcox及 Kelley分离到第一种可以在 DNA特定位点将 DNA分子切开的限制性核酸内切酶。同年，美国的 Temin和 Baltimore发现 RNA肿瘤病毒中存在逆转录酶，他们于 1975年共享诺贝尔生理学奖。
1972年,Berg,Boyer等人第一次成功地完成了 DNA重组实验 。
1974年，首次实现了异源真核生物的基因在大肠杆菌中的表达。
1975~1977年，美国人 Sanger和
Gilbert发明了快速 DNA序列测定技术,
并于 1977年完成了噬菌体 ΦX174基因组 （ 5386bp） 的序列测定 。 1980年
Sanger和 Gilbert与 Berg分享了诺贝尔化学奖。
1982年 Prusiner提出“感染性蛋白质颗粒”的存在；次年将这种蛋白颗粒命名为朊病毒蛋白 （ prion protein,PrP）。
1997年,Prusiner因为发现朊病毒而获得诺贝尔生理医学奖。
1984年，德国人 Kohler,美国人
Milstein和丹麦科学家 Jern由于发展了单克隆抗体技术而分享了诺贝尔生理医学奖。
1986年,Mullis发明了 PCR技术。 1993年 Mullis与第一个设计定点突变的 Smith共享了诺贝尔化学奖。
1988年 Waston出任“人类基因组计划”首席科学家，举世瞩目的人类基因组测序工作开始启动 。
1993年，美国科学家 Roberts和
Sharp由于在不连续基因方面的工作而获得诺贝尔生理医学奖。
1996年，酵母基因组 DNA的全部序列测定工作完成。
2000年 6月 26日，人类基因组工作框架图绘制完成第三节 分子生物学的研究内容
DNA重组技术 （基因工程）
（一） DNA重组技术的含义,
指在 体外 将核酸分子插入病毒、质粒或其他 载体 分子，构成遗传物质的新组合，并将之 导入 到原先没有这类分子的 寄主 细胞内，从而使接受者产生 新的遗传性状 的技术。
（二） DNA重组技术的建立
关键技术,限制性内切酶,
DNA连接酶 及其他 工具酶 的发现和应用。
（三） DNA重组技术的应用
可用于大量 生产 某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽；
可用于定向 改造 某些生物基因组结构
可用于基础 研究基因表达调控研究
生物个体在生长发育过程中，基因表达是按一定的时序发生变化（ 时序调节 ），
并随着内外环境的变化而不断加以修正
（ 环境调控 ）的。基因表达调控研究的主要方面有：
（一）信号转导 （ singnal transduction)
信号转导,指外部信号通过细胞膜上的受体传到细胞内部，并激发诸如离子通透性、
细胞形状或其他细胞功能方面的应答过程。
（二） 转录因子研究
转录因子,是指一群能与基因 5’端上游特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
（三） RNA剪接研究生物大分子结构功能研究 （又称结构分子生物学）
（一）概念：
是研究生物大分子特定的 空间结构及结构的 运动变化 与其生物学 功能关系的科学。
（二）结构分子生物学的研究方向：
结构测定；
结构运动变化规律；
结构与功能关系的建立。
（三）结构分子生物学的研究手段
物理和化学手段,Ｘ射线衍射的晶体学（蛋白质晶体学）；二维和多维核磁共振；电镜三维重组、电子衍射、中子衍射和各种频谱学方法；
化学合成；
分子生物学手段人类基因组计划简介
Human Genome Project,HGP
问题的提出
70年代对人类基因组的研究已具有一定的雏形；
1986年著名遗传学家 Mckusick V
提出从整个基因组的层次研究遗传学的科学称,基因组学,；
同年，诺贝尔奖获得者 Dulbecco R在
Science杂志上发表了题为,癌症研究的转折点 ——人类基因组的全序列分析,,得到了世界范围的响应；
1986年美国能源部宣布实施这一草案 ；
1987年美国能源部（ DOE）和国家健康研究院（ NIH）为 HGP
下拔了经费 1.66亿美元，开始筹建 HGP实验室；
1988美国成立了,国家人类基因组研究中心,由诺贝尔奖获得者 Watson J出任第一任主任。
世界的行动
1987年，意大利的国家研究委员会（ NRC）组织了 15个（后来发展到 30个）实验室，开始
HGP的研究；
1989年 2月，英国的 HGP开始启动 ;
1990年 6月，法国的国家 HGP开始启动；
同月，欧共体通过了,欧洲 HGP研究计划,,主要资助 23个实验室；
1990年 10月 1日 美国国会正式批准美国的,HGP”启动，计划在 15年内投入至少 30亿美元进行人类全基因组的分析；
1994年初，在吴旻、强伯勤、陈竺院士和杨焕明教授的倡导下，中国的 HGP开始启动；
1998国家科技部在上海成立了中国南方基因中心，由陈竺院士挂帅；
1998年 ~1999年成立了中国科学院北京人类基因组中心和北方人类基因组中心，由中科院遗传所的杨焕明教授，强伯勤院士等人牵头；
1995年 6月，德国正式开始 HGP。
任务与进展
遗传图谱 （ genetic map)：
定义
又称连锁图谱（ linkage map)或遗传连锁图谱（ genetic linkage map)，是指人类基因组内基因以及专一的多态性 DNA标记
(marker)相对位置的图谱，其研究经历了从经典的遗传图谱到现代遗传图谱的过程。
经典的遗传图谱（以基因表型为标记）
现代遗传图谱（以 DNA为标记）
第一代多态性标记：限制性片段长度多态性（ restriction fragment
length polymorphism,RFLP)，位点数目可达 105以上。
第二代多态性标记：小卫星 /可变数量串联重复（ minisatellite /
variable number tandem repeat,
VNTR) 及微卫星 /简短串联重复
（ microsatellite / simple tandem
repeat,STR)。个数在 6000个以上。
其中 STR具高度多态性，有的可形成几十种等位片段，是目前在基因定位的研究中应用最多的标记系统。
第三代多态性标记：单核苷酸多态性（ single nucleotide
polymorphism,SNP)。这种标记在人类基因组中多达 300万个。
构建遗传图谱的基本原理：
真核生物在减数分裂过程中染色体进行重组和交换，染色体上任意两点之间发生重组和交换的概率随着两点之间相对距离的远近而发生变化。
构建遗传图谱的意义：
通过连锁分析，可以找到某一致病基因或表型的基因与某一标记邻近（即紧密连锁）的证据，从而可把这一基因定位于染色体的特定区域，再对基因进行分离和研究。
物理图谱 （ physical map):：
定义
用物理学方法构建的由不同的 DNA结构按其在染色体上的原始顺序和实际距离排列的图谱。
内容
基因组的细胞遗传学图
（ cytogenetic map，即染色体的区、带、亚带）；
序列标签位点 (sequence-tagged
site,STS)图谱；
DNA,重叠群 (contig)”图谱,把基因组文库中含有相同 STS序列的
DNA克隆按照其在原始基因组上线形顺序进行排列，连接成相互重叠的,片段重叠群 (contig)”。是构建物理图谱的主要任务；
大片段限制性内切酶切点图；
cDNA/EST图谱；
基因组中广泛存在的特征性序列
（如 CpG序列,Alu序列等）的标记图等。
序列图谱：
2003年之前完成。
基因图谱：
目标：在人类基因组中鉴别出全部基因的位置、结构和功能；
定位方法,cDNA / EST的染色体定位（实验手段，电子杂交）；
完成时间,200？年完成。
模式生物基因组：
酵母 1996年
大肠肝菌 1997年
线虫 1999年
果蝇 2000年
拟南芥菜 2000年
小鼠 2005年之前完成
DNA复制
DNA损伤、修复与重组基因操作克隆载体基因文库与筛选克隆 DNA的分析与应用原核生物的转录原核生物的转录调控真核生物的转录真核生物的转录调控
RNA加工与核糖核蛋白复合体遗传密码与 tRNA
蛋白质合成噬菌体与真核生物病毒肿瘤病毒与癌基因绪 论分子生物学发展的基础
（一） 创世说和进化论三个与生命现象相关的基本问题
生命是怎样起源的？
为什么,有其父必有其子,？
动、植物个体是怎样从一个受精卵发育而来的？
生命的起源
创世说（ creationist）
圣经 旧约全书
自然起源
奥巴林假说（ Oparin hyperthesis）
地球起源早期，空气中包含甲烷、水蒸气、氨和一些氢气
大气紊乱导致强烈的雷电
简单有机物产生并被收集在早期的海洋之中
Earth was very different
then!
Essentially no
atmospheric O2
Highly corrosive,destroys
molecules
Highly energetic
Lightning,volcanic
activity,UV radiation high
Provide energy for
chemical reactions
什么是生命？生命如何定义？
从生物学角度的定义从物理学角度的定义从生物物理学角度的定义
“生命”的完整的、系统的定义从生物学角度
“生命”被定义为,由核酸和蛋白质等物质组成的多分子体系，它具有不断自我更新、繁殖后代以及对外界产生反应的能力。
从物理学角度的定义,“生命,=“负熵,
热力学第二定律指出，任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、越来越无序的方向，即朝着熵增加的方向变化。
生命的演化过程总是朝着熵减少的方向进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋向终结，走向死亡。
从生物物理学角度的定义生命有三要素：物质、能量、信息在生物体的整个运动过程中，贯穿了物质、能量、信息三者的变化、
协调和统一。
其他说法生理学的定义：生命体是具有进食、代谢、排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性功能的系统；
新陈代谢的定义：生命系统具有界面，与外界经常交换物质、但不改变自其身性质；
生物化学的定义：生命系统包含着储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白；
遗传学的定义：生命系统是通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统；
热力学的定义：生命系统是一个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部秩序。
（二） 达尔文学说
1859年达尔文发表了著名的,物种起源,
一书，提出了进化论学说。其进化论思想的精髓可概括为“物竞天择，适者生存”
几个字。他认为世界上的一切生物都是可变的，物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的。
（三） 细胞学说的建立十七世纪末十八世纪初，荷兰的
Leeuwenhoek制作了世界上第一台显微镜，并观察了诸多生物样本。
大约与其同时代的 Hooke第一个提出“细胞”一词。
十九世纪，德国植物学家 Schleiden和动物学家 Schwann建立了细胞学说。他们认为：所有组织的最基本单元是形状非常相似而又高度分化的细胞。细胞的发生和形成是生物界普遍和永久的规律。
（四） 经典的生物化学和遗传学
进化论和细胞学说的结合，产生了现代生物学。而以研究动、植物遗传变异规律为目标的遗传学和以分离纯化、鉴定细胞内含物质为目标的生物化学则是这一学科的两大支柱。
经典的生物化学的成就
十九世纪，人们就已经发现了蛋白质。
到二十世纪初，组成蛋白质的 20种氨基酸被相继发现。 Fisher还论证了连接相邻氨基酸的,肽键,的形成。细胞的其他成分，如脂类、糖类和核酸也相继被认识和部分纯化。
1869年,Misescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离到 DNA。
1910年，德国科学家 Kossel首先分离得到了腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸。
经典遗传学的建立和发展
1865年,奥地利科学家孟德尔
（ Gregor Mendel） 发表了,植物杂交试验,一书，提出了遗传学的两条基本规律：统一律和分离律。他认为：生物的每一种性状都是由遗传因子控制的，
这些因子可以从亲代到子代，代代相传。
1909年，丹麦遗传学家
W,Johannsen首先使用
“基因”一词。
二十世纪初，美国遗传学家 Morgan提出了基因学说。他指出,种质必须由独立的要素组成，我们把这些要素称为遗传因子，或者简单地称为基因。
Morgan及其助手发现了 连锁遗传规律,并且第一次将代表某一性状的基因，同某一特定的染色体联系起来。
第二节 分子生物学发展简史分子生物学的定义,
是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。
1928年英国科学家 Griffith等人发现肺炎链球菌可以引起肺炎，导致小鼠死亡 。
1944年美国微生物学家 Avery通过肺炎链球菌对小鼠的感染实验，证明 DNA是遗传信息的载体 。
1953年 Watson和 Crick提出 DNA右手双螺旋模型，于 1962年和 Wilkins共享诺贝尔生理医学奖。
同年,Sanger首次阐明了胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河，
他于 1958年获诺贝尔化学奖 。
1954年 Crick提出遗传信息传递的中心法则。
1958年,Meselson和 Stahl提出了
DNA的半保留复制 。
1961年，法国科学家 Jacob和 Monod
提出了调节基因表达的操纵元 （ operon）
模型,1965年获得诺贝尔生理医学奖。
他们还首次提出了信使核糖酸 （ mRNA）
的存在及作用 。
同年,Nirenberg等人应用合成的
mRNA分子 [poly(U)]破译出第一批遗传密码。
1966年,美国科学家 Nirenberg等人破译了全部的 DNA遗传密码,1969年与
Holley和 Khorana分享了诺贝尔生理医学奖。
1967年发现了可将 DNA连接起来的
DNA连接酶 。
1970年 Smith,Qilcox及 Kelley分离到第一种可以在 DNA特定位点将 DNA分子切开的限制性核酸内切酶。同年，美国的 Temin和 Baltimore发现 RNA肿瘤病毒中存在逆转录酶，他们于 1975年共享诺贝尔生理学奖。
1972年,Berg,Boyer等人第一次成功地完成了 DNA重组实验 。
1974年，首次实现了异源真核生物的基因在大肠杆菌中的表达。
1975~1977年，美国人 Sanger和
Gilbert发明了快速 DNA序列测定技术,
并于 1977年完成了噬菌体 ΦX174基因组 （ 5386bp） 的序列测定 。 1980年
Sanger和 Gilbert与 Berg分享了诺贝尔化学奖。
1982年 Prusiner提出“感染性蛋白质颗粒”的存在；次年将这种蛋白颗粒命名为朊病毒蛋白 （ prion protein,PrP）。
1997年,Prusiner因为发现朊病毒而获得诺贝尔生理医学奖。
1984年，德国人 Kohler,美国人
Milstein和丹麦科学家 Jern由于发展了单克隆抗体技术而分享了诺贝尔生理医学奖。
1986年,Mullis发明了 PCR技术。 1993年 Mullis与第一个设计定点突变的 Smith共享了诺贝尔化学奖。
1988年 Waston出任“人类基因组计划”首席科学家，举世瞩目的人类基因组测序工作开始启动 。
1993年，美国科学家 Roberts和
Sharp由于在不连续基因方面的工作而获得诺贝尔生理医学奖。
1996年，酵母基因组 DNA的全部序列测定工作完成。
2000年 6月 26日，人类基因组工作框架图绘制完成第三节 分子生物学的研究内容
DNA重组技术 （基因工程）
（一） DNA重组技术的含义,
指在 体外 将核酸分子插入病毒、质粒或其他 载体 分子，构成遗传物质的新组合，并将之 导入 到原先没有这类分子的 寄主 细胞内，从而使接受者产生 新的遗传性状 的技术。
（二） DNA重组技术的建立
关键技术,限制性内切酶,
DNA连接酶 及其他 工具酶 的发现和应用。
（三） DNA重组技术的应用
可用于大量 生产 某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽；
可用于定向 改造 某些生物基因组结构
可用于基础 研究基因表达调控研究
生物个体在生长发育过程中，基因表达是按一定的时序发生变化（ 时序调节 ），
并随着内外环境的变化而不断加以修正
（ 环境调控 ）的。基因表达调控研究的主要方面有：
（一）信号转导 （ singnal transduction)
信号转导,指外部信号通过细胞膜上的受体传到细胞内部，并激发诸如离子通透性、
细胞形状或其他细胞功能方面的应答过程。
（二） 转录因子研究
转录因子,是指一群能与基因 5’端上游特定序列专一结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。
（三） RNA剪接研究生物大分子结构功能研究 （又称结构分子生物学）
（一）概念：
是研究生物大分子特定的 空间结构及结构的 运动变化 与其生物学 功能关系的科学。
（二）结构分子生物学的研究方向：
结构测定；
结构运动变化规律；
结构与功能关系的建立。
（三）结构分子生物学的研究手段
物理和化学手段,Ｘ射线衍射的晶体学（蛋白质晶体学）；二维和多维核磁共振；电镜三维重组、电子衍射、中子衍射和各种频谱学方法；
化学合成；
分子生物学手段人类基因组计划简介
Human Genome Project,HGP
问题的提出
70年代对人类基因组的研究已具有一定的雏形；
1986年著名遗传学家 Mckusick V
提出从整个基因组的层次研究遗传学的科学称,基因组学,；
同年，诺贝尔奖获得者 Dulbecco R在
Science杂志上发表了题为,癌症研究的转折点 ——人类基因组的全序列分析,,得到了世界范围的响应；
1986年美国能源部宣布实施这一草案 ；
1987年美国能源部（ DOE）和国家健康研究院（ NIH）为 HGP
下拔了经费 1.66亿美元，开始筹建 HGP实验室；
1988美国成立了,国家人类基因组研究中心,由诺贝尔奖获得者 Watson J出任第一任主任。
世界的行动
1987年，意大利的国家研究委员会（ NRC）组织了 15个（后来发展到 30个）实验室，开始
HGP的研究；
1989年 2月，英国的 HGP开始启动 ;
1990年 6月，法国的国家 HGP开始启动；
同月，欧共体通过了,欧洲 HGP研究计划,,主要资助 23个实验室；
1990年 10月 1日 美国国会正式批准美国的,HGP”启动，计划在 15年内投入至少 30亿美元进行人类全基因组的分析；
1994年初，在吴旻、强伯勤、陈竺院士和杨焕明教授的倡导下，中国的 HGP开始启动；
1998国家科技部在上海成立了中国南方基因中心，由陈竺院士挂帅；
1998年 ~1999年成立了中国科学院北京人类基因组中心和北方人类基因组中心，由中科院遗传所的杨焕明教授，强伯勤院士等人牵头；
1995年 6月，德国正式开始 HGP。
任务与进展
遗传图谱 （ genetic map)：
定义
又称连锁图谱（ linkage map)或遗传连锁图谱（ genetic linkage map)，是指人类基因组内基因以及专一的多态性 DNA标记
(marker)相对位置的图谱，其研究经历了从经典的遗传图谱到现代遗传图谱的过程。
经典的遗传图谱（以基因表型为标记）
现代遗传图谱（以 DNA为标记）
第一代多态性标记：限制性片段长度多态性（ restriction fragment
length polymorphism,RFLP)，位点数目可达 105以上。
第二代多态性标记：小卫星 /可变数量串联重复（ minisatellite /
variable number tandem repeat,
VNTR) 及微卫星 /简短串联重复
（ microsatellite / simple tandem
repeat,STR)。个数在 6000个以上。
其中 STR具高度多态性，有的可形成几十种等位片段，是目前在基因定位的研究中应用最多的标记系统。
第三代多态性标记：单核苷酸多态性（ single nucleotide
polymorphism,SNP)。这种标记在人类基因组中多达 300万个。
构建遗传图谱的基本原理：
真核生物在减数分裂过程中染色体进行重组和交换，染色体上任意两点之间发生重组和交换的概率随着两点之间相对距离的远近而发生变化。
构建遗传图谱的意义：
通过连锁分析，可以找到某一致病基因或表型的基因与某一标记邻近（即紧密连锁）的证据，从而可把这一基因定位于染色体的特定区域，再对基因进行分离和研究。
物理图谱 （ physical map):：
定义
用物理学方法构建的由不同的 DNA结构按其在染色体上的原始顺序和实际距离排列的图谱。
内容
基因组的细胞遗传学图
（ cytogenetic map，即染色体的区、带、亚带）；
序列标签位点 (sequence-tagged
site,STS)图谱；
DNA,重叠群 (contig)”图谱,把基因组文库中含有相同 STS序列的
DNA克隆按照其在原始基因组上线形顺序进行排列，连接成相互重叠的,片段重叠群 (contig)”。是构建物理图谱的主要任务；
大片段限制性内切酶切点图；
cDNA/EST图谱；
基因组中广泛存在的特征性序列
（如 CpG序列,Alu序列等）的标记图等。
序列图谱：
2003年之前完成。
基因图谱：
目标：在人类基因组中鉴别出全部基因的位置、结构和功能；
定位方法,cDNA / EST的染色体定位（实验手段，电子杂交）；
完成时间,200？年完成。
模式生物基因组：
酵母 1996年
大肠肝菌 1997年
线虫 1999年
果蝇 2000年
拟南芥菜 2000年
小鼠 2005年之前完成
