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轉(zhuǎn)錄組學(xué)介紹
日期：2025-05-02 02:16
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摘要：
以DNA為模板合成RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程是基因表達(dá)的步，也是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所謂基因表達(dá)，是指基因攜帶的遺傳信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀鎰e的表型的整個(gè)過(guò)程。與基因組不同的是，轉(zhuǎn)錄組的定義中包含了時(shí)間和空間的限定。同一細(xì)胞在不同的生長(zhǎng)時(shí)期及生長(zhǎng)環(huán)境下，其基因表達(dá)情況是不相同的。通過(guò)測(cè)序技術(shù)揭示造成差異的情況，已是常用的手段。人類(lèi)基因組包含有30億個(gè)堿基對(duì)，其中大約只有5萬(wàn)個(gè)基因轉(zhuǎn)錄成mRNA分子，轉(zhuǎn)錄后的mRNA能被翻譯生成蛋白質(zhì)的也只占整個(gè)轉(zhuǎn)錄組的40%左右。通常，同一種組織表達(dá)相同的一套基因以區(qū)別于...
以DNA為模板合成RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程是基因表達(dá)的步，也是基因表達(dá)調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所謂基因表達(dá)，是指基因攜帶的遺傳信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀鎰e的表型的整個(gè)過(guò)程。與基因組不同的是，轉(zhuǎn)錄組的定義中包含了時(shí)間和空間的限定。同一細(xì)胞在不同的生長(zhǎng)時(shí)期及生長(zhǎng)環(huán)境下，其基因表達(dá)情況是不相同的。通過(guò)測(cè)序技術(shù)揭示造成差異的情況，已是常用的手段。人類(lèi)基因組包含有30億個(gè)堿基對(duì)，其中大約只有5萬(wàn)個(gè)基因轉(zhuǎn)錄成mRNA分子，轉(zhuǎn)錄后的mRNA能被翻譯生成蛋白質(zhì)的也只占整個(gè)轉(zhuǎn)錄組的40%左右。通常，同一種組織表達(dá)相同的一套基因以區(qū)別于其他組織，如：腦組織或心肌組織等分別只表達(dá)全部基因中不同的30%而顯示出組織的特異性。
轉(zhuǎn)錄組學(xué)譜可以提供什么條件下什么基因表達(dá)的信息，并據(jù)此推斷相應(yīng)未知基因的功能，揭示特定調(diào)節(jié)基因的作用機(jī)制。通過(guò)這種基于基因表達(dá)譜的分子標(biāo)簽，不僅可以辨別細(xì)胞的表型歸屬，還可以用于疾病的診斷。例如：阿爾茨海默病(Alzheimer′s diseases, AD)中，出現(xiàn)神經(jīng)原纖維纏結(jié)的大腦神經(jīng)細(xì)胞基因表達(dá)譜就有別于正常神經(jīng)元，當(dāng)病理形態(tài)學(xué)尚未出現(xiàn)纖維纏結(jié)時(shí)，這種表達(dá)譜的差異即可以作為分子標(biāo)志直接對(duì)該病進(jìn)行診斷。同樣對(duì)那些臨床表現(xiàn)不明顯或者缺乏診斷金標(biāo)準(zhǔn)的疾病也具有診斷意義，如自閉癥。對(duì)自閉癥的診斷要靠長(zhǎng)達(dá)十多個(gè)小時(shí)的臨床評(píng)估才能做出判斷。基礎(chǔ)研究證實(shí)自閉癥不是由單一基因引起，而很可能是由一組不穩(wěn)定的基因造成的一種多基因病變，通過(guò)比對(duì)正常人群和患者的轉(zhuǎn)錄組差異，篩選出與疾病相關(guān)的具有診斷意義的特異性表達(dá)差異，一旦這種特異的差異表達(dá)譜被建立，就可以用于自閉癥的診斷，以便能更早地，甚至可以在出現(xiàn)自閉癥臨床表現(xiàn)之前就對(duì)疾病進(jìn)行診斷，并及早開(kāi)始干預(yù)**。轉(zhuǎn)錄組的研究應(yīng)用于臨床的的另一個(gè)例子是可以將表面上看似相同的病癥分為多個(gè)亞型，尤其是對(duì)原發(fā)性惡性腫瘤，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)譜的建立，可以詳細(xì)描繪出患者的生存期以及對(duì)藥物的反應(yīng)等等。
用于轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)獲得和分析的方法主要有基于雜交技術(shù)的芯片技術(shù)包括cDNA芯片和寡聚核苷酸芯片，基于序列分析的基因表達(dá)系列分析SAGE （serial analysis of gene expression，SAGE）和大規(guī)模平行信號(hào)測(cè)序系統(tǒng)MPSS(massively parallel signature sequencing,MPSS)。
