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(xué)研究組華大曙光生物信息學(xué)聯(lián)合實驗室2001/10/072第一部分：基礎(chǔ)知識31。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（真核和原核）42。細(xì)胞核中的染色體53。染色體DNA相關(guān)蛋白質(zhì)64。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)75。堿基互補：A/T C/G86。DNA復(fù)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(xì)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(fù)責(zé)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(zhì)。119。DNA RNA與蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)。由AUCG四個字母（堿基）形成的字符串。n蛋白質(zhì):一條或多條肽鏈。每個肽鏈?zhǔn)怯?0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(biāo)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?qū)⒑苌俚脑嚇樱ū热缰挥凶锓傅囊坏窝瑪U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(biāo)記的復(fù)制終止劑，比如ddA,ddT,ddC,ddG（相應(yīng)于4種堿基）nddX的兩個作用：n可以當(dāng)作正常堿基參與復(fù)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(fù)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(yù)備：和DNA片斷結(jié)合，從而能夠在細(xì)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(zhuǎn)化培養(yǎng)：小片斷和載體結(jié)合，植入細(xì)菌中

4、進行擴增。n提質(zhì)粒：從細(xì)菌中提取出繁殖好的質(zhì)粒n電泳檢測：檢測質(zhì)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(jié)合結(jié)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(fù)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(zhuǎn)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(xué)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