基因组测序流程介绍

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因组测序流程介绍,中科院计算所生物信息学研究组,华大曙光生物信息学联合实验室,卜东波,2001/10/07,第一部分：基础知识,1。细胞的结构（真核和原核）,2。细胞核中的染色体,3。染色体,DNA,相关蛋白质,4。,DNA,的双螺旋结构,5。碱基互补：,A/T C/G,6。,DNA,复制,7。什么是基因组？,任何一条染色体上都带有许多基因，一条高等生物的染色体上可能带有成千上万个基因，一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列统称为,genomes（,基因组）。,8。什么是基因？,DNA,上具有特定功能的一个片断，负责一种特定性状的表达。一般来讲，一个基因只编码一个蛋白质。,9。,DNA RNA,与蛋白质,DNA:,两条互补链。由,ATCG,四个字母（碱基）形成的字符串。,RNA:,单链结构。由,AUCG,四个字母（碱基）形成的字符串。,蛋白质:一条或多条肽链。每个肽链是由20种氨基酸形成的长链，即20个字母（氨基酸）形成的字符串。,翻译：每3个碱基翻译成一个氨基酸。,10。,DNA,上的基因,11。什么是电泳？,在,凝胶一端小槽中放入荧光标记的,DNA,片断，两端加电压，短,DNA,片断跑得快，长,DNA,片断跑得慢。,测序时需要区分长度只差一个碱基的片断,12。什么是,PCR?,DNA,体外扩增方法的一种，能够将很少的试样（比如只有罪犯的一滴血），扩增成完全相同的无数拷贝。,每,PCR,一轮，扩增两倍 1-2-4-8-16,第二部分：测序流程,1。什么是测序？,确定一条染色体片断上的碱基顺序。,Sanger,法：,在,PCR,时加入荧光标记的复制终止剂，比如,ddA,ddT,ddC,ddG,（,相应于4种碱基）,ddX,的两个作用：,可以当作正常碱基参与复制,一旦链入,DNA,中，其后就不能再继续连接,电泳,谁终止，碱基就是谁,此方法获1974年的,Nobel,奖,Sanger,第一步：加入复制终止剂,荧光检测探头,电泳，看谁跑得快,Sanger,第二步：荧光检测,Shotgun,测序,DNA,的提取和纯化,载体预备：和,DNA,片断结合，从而能够在细菌中扩增。,DNA,片段的制备：将,DNA,用超声波切成能够测序的小片断,转化培养：小片断和载体结合，植入细菌中进行扩增。,提质粒：从细菌中提取出繁殖好的质粒,电泳检测：检测质量的好坏,测序：上测序仪测序,全自动的测序仪器：,MegaBace,DNA,整体,切成小段,小段和载体结合,结合后进行测序,Shotgun,测序（2）,还,没有完！拼接！,因为整个基因组太长（上,M),而每次只能测得一个500的,小,片断(,read),问题：如何根据,read,恢复原始顺序？,类比：10本圣经，都从随机点起始剪成500个字母左右的小纸条，问：给你这么一堆小纸条，你能读出圣经来吗？,转成图论问题：,Hamilton,和,Euler,路径,但是都会拼错！,Shotgun,法序列拼接,Consensus,Sequence,Gap,Low Base,Quality,Single,Stranded,Region,Mis,-Assembly,(Inverted),拼接错误：,Repeat,的存在,我们能干什么？,测序之前全是生物学问题。,测序之后就全形式化是计算机问题。,天然的形式化：,ATCG,核心问题：,字符串比对：两个字符串的距离,拼接问题,蛋白质结构预测：如何从一维预测三维结构？,欢迎来中科院计算所生物信息实验室参观!,Tel:62565533-5716,www.bioinfo.org.,cn,Email:bioinfosoftware.,ict,.ac.,cn,