基因組學概述ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 02:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 DNA雜交的探針之間的堿基重疊關系作比較分析，據(jù)此推算靶 DNA的核苷酸序列。 兩種操作方式： 1. 將不同的寡核苷酸與固定在濾膜上的靶 DNA序列樣品進行雜交 2. 應用寡核苷酸矩陣芯片的 DNA雜交測序法 全基因組鳥槍法測序的主要步驟 ?第一，建立高度隨機、插入片段大小為 2kb左右的基因組文庫。 克隆數(shù)要達到一定數(shù)量，即經(jīng)末端測序的克隆片段的堿基總數(shù)應達到基因組 5倍以上。 ?第二，高效、大規(guī)模的末端測序。 對文庫中每一個克隆，進行兩端測序， TIGR在完成流感嗜血桿菌的基因組時，使用了 14臺測序儀，用三個月時間完成了必需的 28,463個測序反應，測序總長度達 6倍基因組。 ?第三，序列集合。 TIGR發(fā)展了新的軟件，修改了序列集合規(guī)則以最大限度地排除錯誤的連鎖匹配。 ?第四，填補缺口。 有兩種待填補的缺口，一是沒有相應模板 DNA的物理缺口，二是有模板 DNA但未測序的序列缺口。他們建立了插入片段為 1520kb的 λ文庫以備缺口填補。 鳥槍法測序的缺點 ? 隨著所測基因組總量增大，所需測序的片段大量增加，造成重復測定，也易丟失某些序列，且數(shù)據(jù)處理分析工作量大。 ? 高等真核生物（如人類）基因組中有大量重復序列，導致判斷失誤。 鳥槍法測序的缺點 對鳥槍法的改進 (1) Clone contig法。首先用稀有內(nèi)切酶把待測基因組降解為數(shù)百 kb以上的片段，再分別測序。 (2) 靶標鳥槍法 (direted shotgun)。首先根據(jù)染色體上已知基因和標記的位置來確定部分 DNA片段的相對位置，再逐步縮小各片段之間的缺口。 DNA全序列 切成小段 小段和載體結(jié)合 結(jié)合后進行測序 Map fragments Sequence overlapping fragments Assembled sequence 基因組 DNA序列測定示意圖 通過隨機剪切得到的大分子 DNA片段克隆到載體上。繪制出這些重疊片段的圖譜，并對重疊片段進行測序，通過“ 拼裝 ” 得到基因組序列。另一種方法不是根據(jù)片段的染色體位置，而是根據(jù)其重疊部分進行 “ 拼裝 ” 。 Sequence all fragments and assemble 全基因組序列分析 基因組學的新內(nèi)容 1．數(shù)據(jù)存放。 2．堿基百分含量分析。無論是 GC富含區(qū)還是 AT富含區(qū)，都可能是一些特殊功能的區(qū)域。 肺炎支原體 GC百分含量高和 GC百分含量低的區(qū)域?qū)谥亟M值較低的區(qū)域，包括著絲粒和端粒，而尿殖道支原體 GC百分含量最低的區(qū)域?qū)?rRNA和 tRNA。流感嗜血桿菌 GC百分含量高的區(qū)域也對應于 6個 rRNA基因。 3. ORF分析。首先要用多個不同的軟件來要找到并估測基因組中的每一個 ORF。 通過比較確知其功能的； 在數(shù)據(jù)庫中有相匹配的蛋白質(zhì)序列，但不知其能的； 在數(shù)據(jù)庫中找不到任何相匹配蛋白質(zhì)序列的新基因 。 ? 1995年， . Venter所領導的 TIGR（ The Institute of Genomic Reseach）完成了第一個單細胞自由生物基因組，流感嗜血桿菌(Haemopophilus influenzae Rd)全序列測定。 ? 1996年他們又完成了擁有最小基因組的單細胞生物尿殖道支原體 (Mycoplasma genitalium)和一種不同于原核、真核生物的單細胞生物 產(chǎn)甲烷古細菌(Methanococcus jannaschi) 的全序列測定。 ? 德國人則測定了肺炎支原體 (Mycoplasma pneumoniae)基因組全序列。 ? 與此同時，歷時七年 (19891996年 )的第一個真核生物釀酒酵母 (Saccharomyces cevevisiae)基因組計劃在歐共體及美、日、加、英等各國實驗室共同努力下得以完成。 ? 1997年大腸桿菌 (Escherichia. Coli S)的基因組計劃完成，美麗隱桿線蟲(caenothabditis elegans)的基因組計劃也于 1998年完成。 最受矚目的人類基因組計劃 (HGP, Human GenomeProject)也于 2022年底前完成。 基 因 組 學 Genomics 基因 合成有功能的蛋白質(zhì)或 RNA所必需的全部DNA序列 ， 即一個基因不僅包括編碼蛋白質(zhì)或RNA的核酸序列 ， 還應包括為保證轉(zhuǎn)錄所必需的調(diào)控序列 。 基因組 (genome) 泛指一個有生命體 、 病毒或細胞器的全部遺傳物質(zhì)；在真核生物 ， 基因組是指一套染色體 （ 單倍體 ） DNA。 基因組學概念及范疇 基因組學 (genomics) 就是發(fā)展和應用 DNA制圖、測序新技術(shù)以及計算機程序，分析生命體（包括人類）全部基因組結(jié)構(gòu)及功能。 基因組學包括 3個不同的亞領域 結(jié)構(gòu)基因組學 (structural genomics) 功能基因組學 (functional genomics) 比較基因組學 (parative genomics) 基因組學概念 *結(jié)構(gòu)基因組學 ?結(jié)構(gòu)基因組學 (structural genomics)是通過HGP的實施來完成的 。 ?HGP的內(nèi)容就是制作高分辨率的人類遺傳圖和物理圖 ， 最終完成人類和其它重要模式生物全部基因組 DNA序列測定 ， 因此 HGP屬于結(jié)構(gòu)基因組學范疇 。 人類基因組計劃 human genome project， HGP HGP簡介 ? 人類基因組計劃是由美國科學家于 1985年率先提出、于 1990年正式啟動的。美國、英國、法國、德國、日本和我國科學家共同參與了這一價值達 30億美元的人類基因組計劃。這一計劃旨在為 30多億個堿基，編碼了 5萬
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