基因组测序流程介绍

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/TC/G6。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。DNARNA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：MegaBaceDNA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ConsensusSequenceGapLowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-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:[e-mail]