基因组序列的诠释.ppt

1基因组序列所包含的全部遗传信息是什么？基因组序列注释（annotation）功能性RNA基因的定位ORF：每个编码蛋白的基因都含有ORF，它是由一系列密码子组成，通常以ATG开始，TAA、TGA、TAG结束。成功寻找ORF(ORFscanning)的关键在于终止子在DNA序列中出现的频率。高等真核生物DNA的ORF的阅读障碍：
存在大量的基因间序列（如人类基因组占62%）
很多基因含有内含子
由于多数外显子长度<100个密码子，当读码延伸至内含子通常会遇到终止密码，难以判断读码的准确性编码同一氨基酸的不同密码子称为同义密码，其差别仅在密码子的第3位碱基不同。
特定生物体的基因中并不是所有密码子的使用频率都是平等的。
如Leu的密码子有6个（TTA、TTG、CTT、CTC、CTA、CTG），在人类基因中，绝大多数Leu都是由CTG编码的，而且几乎不由CTA和TTA编码。
预期真正的外显子会表现出密码子偏爱，随机碱基序列却不会。1、通过序列筛查定位基因之外显子-内含子边界几乎所有基因（或操纵子）上游都有调控序列，它们与DNA结合蛋白作用，控制基因表达
最常用的与转录起始位点相关的数据库是真核启动子数据库(EukaryoticPromoterDatabase,EPD.http://www.epd.unil.ch/)1)Kozak规则，即第一个ATG侧翼序列的碱基分布所满足的统计规律。
若将第一个ATG中的碱基A，T，G分别标为1,2,3位，侧翼碱基序列具有以下特征：1、通过序列筛查定位基因之其他序列特征1、通过序列筛查定位基因1、通过序列筛查定位基因之tRNA基因定位1、通过序列筛查定位基因之其他功能RNA基因定位同源查询（homologysearch）：利用已存入数据库中的基因序列与待查基因组序列进行比较，从中查找可与之匹配的碱基序列及其比例用于界定基因的方法。

依据：现有生物不同种属之间具有结构或功能相似的直系基因成员，它们在起源上一脉相承，存在有一定的保守序列。1、通过序列筛查定位基因1、通过序列筛查定位基因1、通过序列筛查定位基因1、通过序列筛查定位基因1、通过序列筛查定位基因2、实验分析确认基因2、实验分析确认基因之分子杂交问题2、实验分析确认基因之分子杂交Northernblot和Zooblot可以判断DNA片段中是否含有基因，但是不能给出基因定位信息。
获得基因定位信息的最容易的方法是cDNA测序。相关cDNA在cDNA文库中出现的频率；

cDNA的完整性利用计算机分析基因功能

实验分析确定基因功能

其他的基因功能研究方法1、利用计算机分析基因功能1、利用计算机分析基因功能1、利用计算机分析基因功能3233酵母基因组大约含有6000个基因，30％是通过传统遗传学分析得到的，另外70％是用同源性分析获得。
同源搜索为人类疾病基因确定功能。基因失活在基因功能分析的作用

基因的超表达用于功能检测
基因的功能是一个过程，是从基因到表型的一系列生理生化反应过程。传统的遗传分析是从表型出发最终到达基因（正向遗传学），而在基因组计划中研究基因功能则是从基因出发，最终到达表型（反向遗传学）。
基因失活是基因功能分析的主要手段。1)基因剔除（knock-out）最简单的基因失活方法，用一段无关的DNA片段来取代目标基因。
主要原理：用一段无关的核苷酸序列取代目标基因的中间序列，并将其导入生物体内或目的细胞内，如果该基因所控制的表型变化了，就从反面验证了目标基因的功能。利用同源重组法使基因失活例一：酵母缺失盒的应用tk胸苷激酶标记基因←gangcyclovir
neor新霉素抗性基因→G418例二：基因剔除小鼠的制备2、实验分析确定基因功能---基因失活RNAi作用机理：promotersensespacerantisenseterminator2、实验分析确定基因功能---基因失活在正常情况下，基因产物的数量是有限制的，必须与其它基因的产物平衡，某一基因产物的过量和不足都会破坏这种平衡，造成生长和发育的异常。

有两种技术可以实现过量表达：
--增加基因的拷贝数；
--采用强启动子2、实验分析确定基因功能---基因的超表达许多蛋白质必须与其他蛋白质互作，才能表现其功能，当鉴定了这类蛋白质的某些成员，则可采用某些方法分离与之互作的其他蛋白质。
噬菌体展示（phagedisplay）
酵母双杂交（yeasttwo-hybridization）噬菌体展示
将外源DNA片段与噬菌体外壳蛋白基因融合后，以融合蛋白的形式定位在噬菌体表面。
被展示在噬菌体的表面的多肽或蛋白可保持相对的空间结构和生物活性。50酵母菌双杂交原理真核生物中，转录因子与基因上游的特定DNA序列结合，然后激活RNA聚合酶，起始RNA的转录。酵母菌双杂交系统