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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/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？.

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基因组测序流程介绍

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  1. 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

  2. 第一部分：基础知识

  3. 1。细胞的结构（真核和原核）

  4. 2。细胞核中的染色体

  5. 3。染色体＝DNA＋相关蛋白质

  6. 4。DNA的双螺旋结构

  7. 5。碱基互补：A/T C/G

  8. 6。DNA复制

  9. 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）。

  10. 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。

  11. 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。

  12. 10。DNA上的基因

  13. 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

  14. 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…

  15. 第二部分：测序流程

  16. 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

  17. Sanger第一步：加入复制终止剂 电泳，看谁跑得快 荧光检测探头

  18. Sanger第二步：荧光检测

  19. 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

  20. 全自动的测序仪器：MegaBace

  21. DNA整体 切成小段 小段和载体结合 结合后进行测序

  22. Shotgun测序（2）——

  23. 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！

  24. Single Stranded Region Low Base Quality Sequence Gap Shotgun法序列拼接 Consensus Mis-Assembly (Inverted)

  25. 拼接错误：Repeat的存在

  26. 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？

  27. 欢迎来中科院计算所生物信息实验室参观! Tel: 62565533-5716 http://www.bioinfo.org.cn Email: bioinfo@software.ict.ac.cn

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