基因組測(cè)序流程介紹

基因組測(cè)序流程介紹中科院計(jì)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(shí)驗(yàn)室卜東波2001/10/07第一部分：基礎(chǔ)知識(shí)1。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（真核和原核）2。細(xì)胞核中的染色體3。染色體＝DNA＋相關(guān)蛋白質(zhì)4。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)5。堿基互補(bǔ)：A/TC/G6。DNA復(fù)制7。什么是基因組？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(gè)基因，一個(gè)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）。8。什么是基因？DNA上具有特定功能的一個(gè)片斷，負(fù)責(zé)一種特定性狀的表達(dá)。一般來講，一個(gè)基因只編碼一個(gè)蛋白質(zhì)。9。DNARNA與蛋白質(zhì)DNA:兩條互補(bǔ)鏈。由ATCG四個(gè)字母（堿基）形成的字符串。RNA:單鏈結(jié)構(gòu)。由AUCG四個(gè)字母（堿基）形成的字符串。蛋白質(zhì):一條或多條肽鏈。每個(gè)肽鏈?zhǔn)怯?0種氨基酸形成的長鏈，即20個(gè)字母（氨基酸）形成的字符串。翻譯：每3個(gè)堿基翻譯成一個(gè)氨基酸。10。DNA上的基因11。什么是電泳？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。測(cè)序時(shí)需要區(qū)分長度只差一個(gè)堿基的片斷12。什么是PCR?DNA體外擴(kuò)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?，擴(kuò)增成完全相同的無數(shù)拷貝。每PCR一輪，擴(kuò)增兩倍1-2-4-8-16…第二部分：測(cè)序流程1。什么是測(cè)序？確定一條染色體片斷上的堿基順序。Sanger法：在PCR時(shí)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）ddX的兩個(gè)作用：可以當(dāng)作正常堿基參與復(fù)制一旦鏈入DNA中，其后就不能再繼續(xù)連接電泳誰終止，堿基就是誰此方法獲1974年的Nobel獎(jiǎng)Sanger第一步：加入復(fù)制終止劑熒光檢測(cè)探頭電泳，看誰跑得快Sanger第二步：熒光檢測(cè)Shotgun測(cè)序DNA的提取和純化載體預(yù)備：和DNA片斷結(jié)合，從而能夠在細(xì)菌中擴(kuò)增。DNA片段的制備：將DNA用超聲波切成能夠測(cè)序的小片斷轉(zhuǎn)化培養(yǎng)：小片斷和載體結(jié)合，植入細(xì)菌中進(jìn)行擴(kuò)增。提質(zhì)粒：從細(xì)菌中提取出繁殖好的質(zhì)粒電泳檢測(cè)：檢測(cè)質(zhì)量的好壞測(cè)序：上測(cè)序儀測(cè)序全自動(dòng)的測(cè)序儀器：MegaBaceDNA整體切成小段小段和載體結(jié)合結(jié)合后進(jìn)行測(cè)序Shotgun測(cè)序（2）——還沒有完！拼接！！！因?yàn)檎麄€(gè)基因組太長（上M),而每次只能測(cè)得一個(gè)500的小片斷(read)問題：如何根據(jù)read恢復(fù)原始順序？類比：10本圣經(jīng)，都從隨機(jī)點(diǎn)起始剪成500個(gè)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？轉(zhuǎn)成圖論問題：Hamilton和Euler路徑但是都會(huì)拼錯(cuò)！Shotgun法序列拼接ConsensusSequenceGap

LowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-Assembly(Inverted)拼接錯(cuò)誤：Repeat的存在我們能干什么？測(cè)序之前全是生物學(xué)問題。測(cè)序之后就全形式化是計(jì)算機(jī)問題。天然的形式化：ATCG核心問題：字符串比對(duì)：兩個(gè)字符串的距離拼接問題蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)：如何從一維預(yù)測(cè)三維結(jié)構(gòu)？歡迎來中科院計(jì)算所生物信息

實(shí)驗(yàn)室參觀!9、青少年是一個(gè)美好而又是一去不可再得的時(shí)期，是將來一切光明和幸福的開端。。3月-253月-25Saturday,March29,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。18:20:2818:20:2818:203/29/20256:20:28PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。3月-2518:20:2818:20Mar-2529-Mar-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。18:20:2818:20:2818:20Saturday,March29,202513、志不立，天下無可成之事。3月-253月-2518:20:2818:20:28March29,202514、古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有堅(jiān)忍不拔之志。29三月20256:20:28下午18:20:283月-2515、會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小。三月256:20下午3月-2518:20March29,202516、如果一個(gè)人不知道他要駛向哪頭，那么任何風(fēng)都不是順風(fēng)。2025/3/2918:20:2818:20:2829