基因組學(xué)二趙利峰ppt課件(已修改)
2025-05-10 22:56 本頁面
【正文】 1 遺傳圖繪制和物理圖繪制 趙利峰 202292 2 第二章 遺傳圖繪制 3 內(nèi)容回顧： 基因組（ Genome）： 一個(gè)生物體、細(xì)胞器或病毒的整套基因和染色體組成，即全部基因的總稱（包括所有的編碼區(qū)和非編碼區(qū)）。 基因組學(xué)（ Genomics）： 以基因組分析為手段，對所有基因進(jìn)行基因組作圖、核苷酸序列分析、基因定位、時(shí)序表達(dá)模式和基因功能分析的一門科學(xué)。 4 1975年 F. Sanger、 A. Maxam和 W. Gilbert發(fā)明了 DNA快速測序技術(shù)。 5 ? DNA 測序每次只能測不到 1000個(gè) 堿基，人的基因組是多少個(gè)堿基？這就決定了 DNA測序的基本步驟 : 1. 將 DNA拆分成許多個(gè) 1000個(gè)堿基以下的小 片段。 2. 將這些小片段分別測序。 3. 將這些小片段測序的結(jié)果匯總，按它們原本的序列排列組裝。 哪么測序后我們怎么知道每個(gè)小片段在基因組序列中正確的位置呢？答案是：基因組做圖。 6 7 鳥槍法和重疊群法 8 什么是鳥槍法 ? 全基因組隨機(jī)測序戰(zhàn)略主要采用 鳥槍法（ shotgun） 。鳥槍法，也俗稱“霰彈法”，是隨機(jī)先將整個(gè)基因組打碎成小片段進(jìn)行測序，最終利用計(jì)算機(jī)根據(jù)序列之間的重疊關(guān)系進(jìn)行排序和組裝，并確定它們在基因組中的正確位臵。 ? 優(yōu)點(diǎn)： 速度快，簡單易行，成本較低，可以在較短的時(shí)間內(nèi)通過集中機(jī)器和人力的方法獲得大量的基因片斷。 ? 缺點(diǎn)： 用它來測序時(shí)，最終排序結(jié)果的拼接組裝比較困難，尤其在部分重復(fù)序列較高的地方難度較大。此外有許多序列片段難以定位在確切的染色體上，成為游離片斷；同時(shí)又會有許多地方由于沒有足夠的覆蓋率而形成 空缺 。這些缺陷最終導(dǎo)致整個(gè)基因圖會留下大量的空洞，影響其準(zhǔn)確度。 9 重疊群法 ? 以大片段定位的克隆為基礎(chǔ)的定向測序戰(zhàn)略主要采用 克隆步移法或稱重疊群法 （ Contig） ： ? 先構(gòu)建遺傳圖，再利用幾套高度覆蓋的大片段基因組文庫（ BAC、 PAC等）獲得精細(xì)的物理圖，選擇合適的 BAC或 PAC克隆測序，利用計(jì)算機(jī)拼裝。 BAC內(nèi)的空洞基本上都可以利用設(shè)計(jì)引物等手段填補(bǔ)，形成一條完整的 BAC序列。然后由相互關(guān)聯(lián)、部分重疊的 BAC克隆連成一個(gè)大的重疊群。理想狀況下，整條染色體就是由一個(gè)完整的重疊群構(gòu)成。 10 11 基因組測序的不同策略 ? 基因組圖的繪制可為基因組的全面測序提供工作框架。由于一些分子標(biāo)記同基因座位緊密連鎖，為靶基因的定位克隆提供了可能。根據(jù)靶基因所在基因組圖中的位臵，可以盡快獲知重要基因的順序。 ? 正是基于這些理由，人類基因組計(jì)劃最初 6年的工作重心主要放在人類基因組圖的繪制上。 ? 根據(jù)采取的方法不同，基因組作圖分為兩個(gè)主要范疇：遺傳作圖和物理作圖。 12 第一節(jié) 遺傳圖與物理圖 ? 遺傳作圖（ geic mapping）：采用遺傳學(xué)分析方法（雜交實(shí)驗(yàn)和家系分析），將基因或其他 DNA順序標(biāo)定在染色體上，構(gòu)建連鎖圖。遺傳圖距單位為厘摩（ cM），每單位厘摩定義為 1%交換率。 ? 物理作圖（ phisical mapping ）：采用分子生物學(xué)技術(shù)，直接將 DNA分子標(biāo)記、基因或克隆標(biāo)定在基因組 實(shí)際位置。 限制性片段作圖與克隆作圖的圖距單位為堿基對。 ? 基因組圖將遺傳圖與物理圖通過共同的作圖標(biāo)記相互校正，獲得的基因連鎖圖稱為基因組圖。 13 第二節(jié) 遺傳作圖標(biāo)記 1. 基因標(biāo)記 ? 表型（ phenotype) ： 一個(gè)遺傳性狀必須以兩種替換形式或表型存在才能用于遺傳學(xué)分析。 ? 等位基因（ allele）： 每種表型是由不同的等位基因控制。 ? 肉眼分辨的表型： 顏色、形狀等。如用于果蠅遺傳圖的構(gòu)建。 ? 生化表型： 微生物遺傳學(xué)研究。 14 ? 人類的生化性狀 ? ABO血型 ? HLA（人類白細(xì)胞抗原） ? 復(fù)等位基因（ multiple alleles） 人類白細(xì)胞抗原（ HLA）是最復(fù)雜最具多態(tài) 性的體系，位于 6號染色體。 ? HLADRBI（ human leukocyte antigensDRBI）基因位點(diǎn)至少有 59個(gè)等位基因。 ? HLAB抗原編碼位點(diǎn)有 60多個(gè)等位基因。 15 ? ABO 血型基因座上具有編碼不同半乳糖轉(zhuǎn)移酶復(fù)等位基因，其特異性決定了血型的差別。 16 2. DNA（分子）標(biāo)記 ? 基因標(biāo)記：有
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