基因组测序流程介绍卜东波

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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D

2、NA: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-

3、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:

4、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ConsensusS

5、equenceGapLowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-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:62565533-5716http://www.bioinfo.org.cnEmail:bioinfo@software.ict.ac.cn

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