基因組測序流程介紹

1、1基因組測序流程介紹中科院計算所生物信息學研究組華大曙光生物信息學聯(lián)合實驗室2001/10/072第一部分：基礎知識31。細胞的結構（真核和原核）42。細胞核中的染色體53。染色體DNA相關蛋白質64。DNA的雙螺旋結構75。堿基互補：A/T C/G86。DNA復制97。什么是基因組？n任何一條染色體上都帶有許多基因，一條高等生物的染色體上可能帶有成千上萬個基因，一個細胞中的全部基因序列及其間隔序列統(tǒng)稱為genomes（基因組）。 108。什么是基因？nDNA上具有特定功能的一個片斷，負責一種特定性狀的表達。一般來講，一個基因只編碼一個蛋白質。119。DNA RNA與蛋白質nDNA:兩條互補鏈

2、。由ATCG四個字母（堿基）形成的字符串。nRNA:單鏈結構。由AUCG四個字母（堿基）形成的字符串。n蛋白質:一條或多條肽鏈。每個肽鏈是由20種氨基酸形成的長鏈，即20個字母（氨基酸）形成的字符串。n翻譯：每3個堿基翻譯成一個氨基酸。1210。DNA上的基因1311。什么是電泳？n在凝膠一端小槽中放入熒光標記的DNA片斷，兩端加電壓，短DNA片斷跑得快，長DNA片斷跑得慢。n測序時需要區(qū)分長度只差一個堿基的片斷1412。什么是PCR?nDNA體外擴增方法的一種，能夠將很少的試樣（比如只有罪犯的一滴血），擴增成完全相同的無數(shù)拷貝。n每PCR一輪，擴增兩倍 1-2-4-8-1615第二部分：測序

3、流程161。什么是測序？n確定一條染色體片斷上的堿基順序。nSanger法：n在PCR時加入熒光標記的復制終止劑，比如ddA,ddT,ddC,ddG（相應于4種堿基）nddX的兩個作用：n可以當作正常堿基參與復制n一旦鏈入DNA中，其后就不能再繼續(xù)連接n電泳n誰終止，堿基就是誰n此方法獲1974年的Nobel獎17Sanger第一步：加入復制終止劑熒光檢測探頭電泳，看誰跑得快18Sanger第二步：熒光檢測19Shotgun測序nDNA的提取和純化n載體預備：和DNA片斷結合，從而能夠在細菌中擴增。nDNA片段的制備：將DNA用超聲波切成能夠測序的小片斷n轉化培養(yǎng)：小片斷和載體結合，植入細菌中

4、進行擴增。n提質粒：從細菌中提取出繁殖好的質粒n電泳檢測：檢測質量的好壞n測序：上測序儀測序20全自動的測序儀器：MegaBace21DNA整體切成小段小段和載體結合結合后進行測序22Shotgun測序（2）23還沒有完！拼接！n因為整個基因組太長（上M),而每次只能測得一個500的小片斷(read)n問題：如何根據(jù)read恢復原始順序？n類比：10本圣經(jīng)，都從隨機點起始剪成500個字母左右的小紙條，問：給你這么一堆小紙條，你能讀出圣經(jīng)來嗎？n轉成圖論問題：Hamilton和Euler路徑n但是都會拼錯！24Shotgun法序列拼接25拼接錯誤：Repeat的存在26我們能干什么？n測序之前全是生物學問題。n測序之后就全形式化是計算機問題。n天然的形式化：ATCGn核心問題：n字符串比對：兩個字符串的距離n拼接問題