第二講 基因組測序與序列組裝

1、Genome Size (Mb)什么是什么是C 值？值？C值悖理：值悖理： 生物的復雜性與基因組的大小并不完全成比生物的復雜性與基因組的大小并不完全成比例增加例增加細菌細菌真菌真菌等等動物動物陰影部分為一個門內(nèi)陰影部分為一個門內(nèi)C-值的范圍值的范圍 是遺傳信息的物理和功能單位，包含是遺傳信息的物理和功能單位，包含產(chǎn)生產(chǎn)生一條多肽鏈或功能一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核苷酸所必需的全部核苷酸序列。序列。 基因分類：基因分類： 編碼編碼RNA的基因，如的基因，如rRNA基因，基因，snRNA基因等；基因等； 編碼蛋白質(zhì)的基因編碼蛋白質(zhì)的基因2. 什么是基因？什么是基因？基因的不連續(xù)性基因的不連

2、續(xù)性Intron 和和Exon: 大多數(shù)真核生物蛋大多數(shù)真核生物蛋白質(zhì)基因的編碼順白質(zhì)基因的編碼順序序(Exon)都被或長都被或長或短的非編碼順序或短的非編碼順序(Intron)隔開隔開基因家族基因家族 一群具有一群具有一致的一致的或或相似相似順序順序的基因的基因, ,有的還擔負有的還擔負類似的生物學功能類似的生物學功能, , 可以相互補償可以相互補償, , 比如比如:E2f :E2f transcription factor transcription factor 假基因假基因(Pseudogene) 來源于功能基因來源于功能基因 但已失去活性的但已失去活性的DNA序列序列產(chǎn)生假基因的原因

3、有產(chǎn)生假基因的原因有: 由重復產(chǎn)生的假基因由重復產(chǎn)生的假基因; 加工的假基因加工的假基因, 由由RNA反轉(zhuǎn)錄為反轉(zhuǎn)錄為cDNA 后再整合后再整合到基因組中到基因組中;1. 殘缺的基因殘缺的基因(Truncated gene) 重迭基因有以下幾種情況：重迭基因有以下幾種情況：*一個基因完全在另一個基因內(nèi)部一個基因完全在另一個基因內(nèi)部*部分重疊部分重疊* 兩個基因共用少數(shù)堿基對兩個基因共用少數(shù)堿基對 *一個基因完全在另一個一個基因完全在另一個基因內(nèi)部基因內(nèi)部如：如：B和和A， E和和D 其讀碼結構互不相同其讀碼結構互不相同 -ATG-/-AATGCC -/-ATAACG-/-TAA-A*BATGC

4、CN-NNATAA*部分重疊部分重疊 如：如：K和和C *兩個基因共用少數(shù)兩個基因共用少數(shù)堿基對堿基對 如：如：D和和J-TAATG-D 終止密碼子終止密碼子J 起始密碼子起始密碼子A 克隆于質(zhì)粒中克隆于質(zhì)粒中DNA用堿或熱變用堿或熱變性性B M13B M13克隆單鏈克隆單鏈DNADNAC C 噬粒克隆噬?？寺NADNAD PCRD PCR產(chǎn)生單鏈產(chǎn)生單鏈DNADNAA 高酶活性高酶活性B 無無533 外切酶活性外切酶活性C C 無無3 3 55 外切酶活性外切酶活性ddATP/ddCTP/ddGTP/ddTTP 的的3碳原子碳原子連接的是氫原子連接的是氫原子,不是不是羥基羥基哌啶1 A T

5、ACGTTA2 GTTAGA TC3 ACGTTAGA4 CGTTAGA T5 GTTAGA TCDNA 樣品 TA TGCAA TCTAG與基因芯片上 65,000 種可能的八聚體進行雜交從而形成特定的結合圖形計算機分析雜交圖象并由探針的重疊情況推導樣品的核酸序列1 A TACGTTA3 TACGTTAG4 ACGTTAGA2 CGTTAGA T5 GTTAGA TC3 TACGTTAG4 ACGTTAGA2 CGTTAGA T互補序列為：A TACGTTAGA TC樣品序列為：TA TGCAA TCTAG利用基因芯片進行雜交測序的原理ABCABCABCABC小片段測序小片段測序計算機拼裝計算機拼裝ABC小片段測序小片段測序計算機拼裝計算機拼裝鳥槍法鳥槍法(Shotgun)測序的問題測序的問題 CAATGCATTAGCAGCCAATGCGAP錯裝錯裝解決辦法解決辦法: 通過相鄰已知通過相鄰已知順序作為探針篩選已有順序作為探針篩選已有的基因組文庫的基因組文庫解決辦法解決辦法: 利用其它宿主菌利用其它宿主菌與載體重新構建文庫與載體重新構建文庫 先將染色體打成比較大的片段先將染色體打成比較大的片段(幾十幾十-幾百幾百Kb), 利用分利用分子標記將這些大片段排成重疊的克隆群子標記將這些大片段排成重疊的克隆群(Contig