基因組測(cè)序與序列組裝(編輯修改稿)
2025-03-20 15:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 錯(cuò)裝 實(shí)例 :流感嗜血桿菌基因組的測(cè)序及順序組裝 超聲波打斷純化的基因組 DNA ↓ 瓊脂糖電泳收集 ～ 的 區(qū) 段、 純 化 ↓ 構(gòu) 建到 質(zhì) 粒 載 體中 ↓ 隨 機(jī)挑 選 19687個(gè) 克隆 ,進(jìn) 行 28643次 測(cè) 序 ,得到可 讀順 序?yàn)?11 631 485 bp ↓ 組 裝成 140個(gè) 覆蓋全基因 組 范 圍 的 獨(dú) 立的 順 序重 疊 群 , ↓ 各重 疊 群 間 仍有 間 隙 順 序 間 隙 物理 間 隙 ↓ ↓ 載體或宿主菌 選用不當(dāng)而被丟失的順序 測(cè)序時(shí)遺漏的測(cè)序 解決辦法 :通過(guò)相鄰已知順序作為探針篩選已有的基因組文庫(kù) 解決辦法 :利用其它宿主菌與載體重新構(gòu)建文庫(kù) 限制測(cè)序 ? 限制測(cè)序：是指將一段染色體區(qū)段的 DNA 順序進(jìn)行組裝 . 一些已繪制了遺傳圖與物理圖的微生物基因組測(cè)序中也采用這一方法 . 如高等植物 擬南芥基因組的測(cè)序 完全依據(jù)克隆重疊群 ,先進(jìn)行各個(gè) BAC克隆的隨機(jī)測(cè)序 ,再進(jìn)行序列組裝； 水稻基因組測(cè)序 計(jì)劃采取得策略與此相同 . 指導(dǎo)測(cè)序與序列組裝 建立在基因組圖譜基礎(chǔ)上的 ” 鳥(niǎo)槍法 ” ,即所謂 ”指導(dǎo)鳥(niǎo)槍法 ” 或 ” 指導(dǎo)測(cè)序 ” 。 在人類(lèi)基因組進(jìn)入測(cè)序組裝階段就采用此方法，其基本步驟如下 : A 構(gòu)建平均為 2Kb的人類(lèi)基因組質(zhì)粒文庫(kù) ,進(jìn)行雙向測(cè)序 。 B 構(gòu)建平均 10Kb的人類(lèi)基因組質(zhì)粒文庫(kù) ,進(jìn)行雙向測(cè)序 ,讀取 2個(gè)端部順序 。 C 參考人類(lèi)基因組圖 ,特別是大量的 STS位標(biāo)作為基點(diǎn) ,進(jìn)行序列組裝，排成重疊克隆群 . 先將染色體打成比較大的片段 (幾十 幾百 Kb), 利用分子標(biāo)記將這些大片段排成重疊的克隆群 (Contig), 分別測(cè)序后拼裝 . 這種策略叫 基于克隆群 (contigbased)的策略 . A B C A B C 大片段 contig 小片段測(cè)序拼裝 兩種策略的比較 鳥(niǎo)槍法策略 指導(dǎo)測(cè)序 策略 不需背景信息 構(gòu)建克隆群 (遺傳、物理圖譜 ) 時(shí)間短 需要幾年的時(shí)間 需要大型計(jì)算機(jī) 得到的是草圖 (Draft) 得到精細(xì)圖譜 其他測(cè)序路線 ? 重要區(qū)域優(yōu)先測(cè)序 人們對(duì)感興趣的基因或與疾病相關(guān)的基因優(yōu)先測(cè)序 . 如 :人類(lèi)主要組織相容性復(fù)合區(qū)位于第 6號(hào)染色體 ,與人類(lèi)免疫系統(tǒng)有關(guān)，因而優(yōu)先測(cè)序 . ? EST (Expressed sequence tag) 測(cè)序 EST是一種重要的基因組圖分子標(biāo)記 ,以 EST為探針很容易從 cDNA文庫(kù)中篩選全基因 ,又可從 BAC克隆中找到其基因組的基因序列 . 優(yōu)點(diǎn) : A mRNA 可直接反轉(zhuǎn)錄成 cDNA,而且 cDNA文庫(kù)也比較容易構(gòu)建 。 B 對(duì) cDNA文庫(kù)大量測(cè)序 ,即可獲得大量 EST的序列 。 C EST為基因的編碼區(qū) ,不包括內(nèi)含子和基因間區(qū)域 ,一次測(cè)序的結(jié)果足以鑒定所代表的基因 。 人類(lèi)基因組計(jì)劃（ Human genome project）于 1990年啟動(dòng)，我國(guó)于 1999年加入該計(jì)劃，承擔(dān)其中1%的任務(wù)，即人類(lèi) 3號(hào)染色體短臂上約30Mb的測(cè)序任務(wù)。 人類(lèi)基因組計(jì)劃的目的 ? 闡明人類(lèi)基因組 30億個(gè)堿基對(duì)的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類(lèi)基因，并搞清其在染色體上的位置 。 ? 破譯人類(lèi)全部遺傳信息，使人類(lèi)第一次在分子水平上全面地認(rèn)識(shí)自我 。 ? 解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律 。 ? 認(rèn)識(shí)種屬之間和個(gè)體之間存在差異的起因、認(rèn)識(shí)疾病產(chǎn)生的機(jī)制以及長(zhǎng)壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學(xué)依據(jù)。 人類(lèi)基因組草圖的完成 2022年 6月 26日 是人類(lèi)歷史上值得紀(jì)念的一天。人類(lèi)基因組的工作草圖已經(jīng)繪制完畢并于這天向全世界公布。最終完成圖要求測(cè)序所用的克隆能忠實(shí)地代表常染色體的基因組結(jié)構(gòu)， 序列錯(cuò)誤率低于萬(wàn)分之一。 A. Celera Genomics 人類(lèi)基因組的測(cè)序策略 人類(lèi)基因組測(cè)序策略 采集 5個(gè)自愿者的 DNA樣品 構(gòu)建 3種
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