基因组测序与序列组装.ppt

第一讲基因组测序与序列组装主要内容:

什么是基因组
什么是基因
DNA测序的方法
DNA序列的组装
人类基因组计划
水稻基因组计划
后基因组学1.什么是基因组Zeamays8,000
Homosapiens3,000
Oryzasativa400
Drosophilamelanogaster165
Arabidopsisthaliana100
Saccharomycescerevisiae12
E.coli4.6
什么是C值？

通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量.重复顺序DNA的复性遵循二级反应动力学，可表述为：Cot(1/2)=1/K(mol.Sec/L)常数是遗传信息的物理和功能单位，包含产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。

基因分类：
编码RNA的基因，如rRNA基因，snRNA基因等；
编码蛋白质的基因

基因的不连续性基因家族假基因(Pseudogene)重叠基因:

同一段DNA能携带两种不同蛋白的信息.*部分重叠
如：K和C

*两个基因共用少数
碱基对
如：D和J
3.DNA测序的方法

链终止法测序
化学降解法测序
自动化测序
非常规DNA测序3.1链终止法测序(thechainterminationmethod)

基本原理:
通过合成与单链DNA互补的多核苷酸链，由于合成的互补链可在不同位置随机终止反应，产生只差一个核苷酸的DNA分子，从而来读取待测DNA分子的顺序。技术路线与要求3.2化学降解法测序

基本原理:
在选定的核苷酸碱基中引入化学集团,再用化合物处理,使DNA分子在被修饰的位置降解.
技术路线Maxam-Gilbert法所用的化学技术化学法测序实例3.3自动化测序3.4非常规测序
毛细管电泳
用毛细管电泳取代聚丙烯凝胶平板电泳,节省时间,加快测序进程,其他程序同链终止法或化学测序法.

光点测序
脱氧三磷酸核苷酸连接到DNA3’-末端时会释放1个焦磷酸(PPi),焦磷酸在磷酸化酶的作用下转化为化学能,并发出光亮.由此,往反应液中每次只加入1种核苷酸,当加入的核苷酸结合时,反应液发出亮点,并记录核苷酸种类;当核苷酸未结合时,反应液中的核苷酸酶迅速分解此核苷酸,由此来测定DNA序列.

DNA芯片测序

基本原理
将各种排列顺序的寡核苷酸点播在芯片上,每个点播的寡核苷酸在排列的方阵中都有指定的位置.待检测的DNA分子与芯片温浴,凡是能杂交的寡核苷酸都会在确定位置发出信号,然后根据获取的信息将寡核苷酸的顺序进行对比组装,拼接成完全的DNA顺序.
利用基因芯片进行杂交测序的原理
4序列的组装A实例:流感嗜血杆菌基因组的测序及顺序组装各重叠群间仍有间隙

顺序间隙物理间隙
↓↓

4.2限制测序4.3指导测序与序列组装先将染色体打成比较大的片段(几十-几百Kb),利用分子标记将这些大片段排成重叠的克隆群(Contig),分别测序后拼装.这种策略叫基于克隆群(contig-based)的策略.两种策略的比较4.5其他测序路线EST(Expressedsequencetag)测序

EST是一种重要的基因组图分子标记,以EST为探针很容易从cDNA文库中筛选全基因,又可从BAC克隆中找到其基因组的基因序列.

优点:
AmRNA可直接反转录成cDNA,而且cDNA文库也比较容易构建;
B对cDNA文库大量测序,即可获得大量EST的序列;
CEST为基因的编码区,不包括内含子和基因间区域,一次测序的结果足以鉴定所代表的基因;5.人类基因组计划5.1人类基因组计划的目的5.2人类基因组草图的完成

A.CeleraGenomics人类基因组的测序策略
采集5个自愿者的DNA样品B国际人类基因组测序策略

构建BAC克隆
↓
限制性酶处理获得指纹
↓
根据指纹重叠方法组建BAC克隆重叠群
↓
根据STS标记,将BAC克隆重叠群标定在物理图上
↓
每个BAC克隆内部采用鸟枪法测序,组装
↓
将BAC插入顺序与BAC克隆指纹极重叠群对比,将已阅读的顺序锚定到物理图上5.4人类基因组测序结果人类基因组研究的惊人发现什么是单核苷酸多态性5.5人类基因组计划的意义5.6人类基因组计划的论理学6.后人类基因组计划7水稻的基因组本章要点本章内容结束谢谢!第二讲基因组序列诠释问题主要内容：1.寻找基因若将第一个ATG中的碱基A，T，G分别标为1,2，3位，则Kozak规则可描述如下：

(1)第4位的偏好碱基为G；
(2)ATG的5’端约15bp范围的侧翼序列内不含碱基T；
(3)在-3，-6和-9位置，G是偏好碱基；
(4)除-3，-6和-9位，在整个侧翼序列区，C是偏好碱基。
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