基因组学第二三章
2024-07-10 10:41:44 1 举报AI智能生成
基因组学第二三章的思维导图
作者其他创作
大纲/内容
基因组测序技术
DNA复制
DNA聚合酶Ⅰ
复制时可有效掺入双脱氧核苷酸或其它修饰类似物（如荧光标记）;
具有较高的加工性能;
在缺少外切核酸酶活性时仍然具有很高的保真度:
能产生清晰的一致的信号用于读序。
天然DNA聚合酶不能直接用于DNA测序,必须进行改造。
具有较高的加工性能;
在缺少外切核酸酶活性时仍然具有很高的保真度:
能产生清晰的一致的信号用于读序。
天然DNA聚合酶不能直接用于DNA测序,必须进行改造。
测序用的DNA聚合酶
1) Klenow (E. coli DNA聚合酶片段):加工性能低（~15 nt )，具5’-3'和3’—5外切核酸酶活性;已弃用
2) T7 DNA Pol:需硫氧还蛋白辅助，加工性能达~800nt，具3’-5’外切核酸酶活性，保真度高;常规测序
3) Taq DNA Pol:耐热聚合酶(最适温度720 c，100nt/sec），缺3'-5外切核酸酶活性,保真度低,错配率1/9 000，合成3'-端具A突出;PCR测序
4) Pfu DNA Pol:耐热聚合酶(最适温度720C，10 nt/sec），具3’-5外切核酸酶活性，保真度高，错配率1.3/106，3'-端平端,加工性能差;辅助PCR测序
2) T7 DNA Pol:需硫氧还蛋白辅助，加工性能达~800nt，具3’-5’外切核酸酶活性，保真度高;常规测序
3) Taq DNA Pol:耐热聚合酶(最适温度720 c，100nt/sec），缺3'-5外切核酸酶活性,保真度低,错配率1/9 000，合成3'-端具A突出;PCR测序
4) Pfu DNA Pol:耐热聚合酶(最适温度720C，10 nt/sec），具3’-5外切核酸酶活性，保真度高，错配率1.3/106，3'-端平端,加工性能差;辅助PCR测序
测序
第一代测序
1)间断测序(双脱氧核苷酸)
2)单一测序(单一模板DNA)
3)携带标记(同位素或荧光)
4)限长测序(长度有限)
2)单一测序(单一模板DNA)
3)携带标记(同位素或荧光)
4)限长测序(长度有限)
Sanger测序
第二代测序
1）连续测序（焦磷酸反应)
2）平行测序（芯片设计)
3）自动化测序（荧光判读)
4）高通量测序(达到Gb级)
2）平行测序（芯片设计)
3）自动化测序（荧光判读)
4）高通量测序(达到Gb级)
焦磷糖测序
第三代测序
1)基于单分子DNA合成的实时测序
2)纳米孔单分子DNA电流阻遏(current blockage)测序;
3)纳米孔单分子DNA碱基序列的电子阅读。
目前单分子DNA测序技术总体上极不成熟。
2)纳米孔单分子DNA电流阻遏(current blockage)测序;
3)纳米孔单分子DNA碱基序列的电子阅读。
目前单分子DNA测序技术总体上极不成熟。
全基因组测序
鸟枪法测序
将基因组DNA随机断裂后克隆，随后根据载体插入位点序列设计通用引物自动化两端测序。
两端序列为读序，可输入计算机拼接为重叠群(Contig)。
两端序列为读序，可输入计算机拼接为重叠群(Contig)。
1）流感嗜血杆菌基因组测序
2）人类基因组测序
3）水稻基因组测序
质量判断
基因组DNA随机克隆后，采取克隆DNA两端测序。获得的测序称为读序(reads )可以根据序列的重叠依次排序组成重叠群(Contig）。
这些Contig的质量判断引入了一个统计学的估算，即Contig N50。大于Contig N50的重叠群可被入选，进入下一步的组装。
这些Contig的质量判断引入了一个统计学的估算，即Contig N50。大于Contig N50的重叠群可被入选，进入下一步的组装。
遗传图
遗传图距
染色体标记
相对位置
分子路标（染色体标记）
座位
染色体上经遗传分析确定的某个位置
位点
位点是指基因组物理图上某一确定的DNA顺序
最早发现的分析路标RFLD
1) 处于染色体上的位置相对固定;
2) 同一亲本及其子代相同位点上的多态性片段特征不变;
3）同一凝胶电泳可显示等位区段不同多态性片段，表现为共显性。
4）需要用Southern杂交检测显示。
第二代分子标记SSR
如何检测
根据保守序列设计引物
1）在基因组中分布均匀;
2) 可用DNA测序凝胶直接显示，检测方便;
3）杂合子DNA多态性表现共显性;
4）群体中SSR标记的多态性信息量高。
2) 可用DNA测序凝胶直接显示，检测方便;
3）杂合子DNA多态性表现共显性;
4）群体中SSR标记的多态性信息量高。
SNP标记
1) DNA单链的每个碱基位置可有4种选择:A，T，C, G ,即4种可能的多态性。因此SNP可由核苷酸代换产生;
2) 人类基因组平均600bp含一个SNP，密度高，分布均一;
3) 人类基因组SNP总量大于500万;
4）紧密连锁的SNP可组成单倍型(Haplotype)，便于构建进化树;
5) SNP的缺点︰需要DNA测序或芯片杂交确定，费用较高。
2) 人类基因组平均600bp含一个SNP，密度高，分布均一;
3) 人类基因组SNP总量大于500万;
4）紧密连锁的SNP可组成单倍型(Haplotype)，便于构建进化树;
5) SNP的缺点︰需要DNA测序或芯片杂交确定，费用较高。
群体多态性组成频率(PIC)
多态性信息量(polymorphic information content,PIC)PIC用来表示群体中某一位点多态性的程度:
大肠杆菌遗传作图
大肠杆菌的遗传图绘制主要采取结合转移方法。
通过转移供体染色体片段与受体细菌同源DNA发生重组与交换,可绘制遗传遗传图。
遗传图图距以转移时间计算，图距单位为分钟。
通过转移供体染色体片段与受体细菌同源DNA发生重组与交换,可绘制遗传遗传图。
遗传图图距以转移时间计算，图距单位为分钟。
物理图
实物图
物理距离
大分子DNA
制备——琼脂糖包埋法
酶切——稀有酶切位点限制酶
分离——脉冲电泳分离
克隆——载体设计
酶切——稀有酶切位点限制酶
分离——脉冲电泳分离
克隆——载体设计
叠连群
获得大分子DNA克隆后，必须将彼此重叠的大分子DNA克隆依次排列。
由连续重叠的一组克隆DNA组建的克隆群称为叠连群或重叠群( contig )，是初始的基因组物理图。
由连续重叠的一组克隆DNA组建的克隆群称为叠连群或重叠群( contig )，是初始的基因组物理图。
辐射杂种
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