《基因组学二赵利峰》PPT课件

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1、遗传图绘制和物理图绘制赵利峰2011-9-21第二章遗传图绘制2内容回顾：基因组（Genome）：一个生物体、细胞器或病毒的整套基因和染色体组成，即全部基因的总称（包括所有的编码区和非编码区）。基因组学（Genomics）：以基因组分析为手段，对所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因定位、时序表达模式和基因功能分析的一门科学。31975年F.Sanger、A.Maxam和W.Gilbert发明了DNA快速测序技术。4DNA测序每次只能测不到1000个碱基，人的基因组是多少个碱基？这就决定了DNA

2、测序的基本步骤:1.将DNA拆分成许多个1000个碱基以下的小片段。2.将这些小片段分别测序。3.将这些小片段测序的结果汇总，按它们原本的序列排列组装。哪么测序后我们怎么知道每个小片段在基因组序列中正确的位置呢？答案是：基因组做图。56鸟枪法和重叠群法7什么是鸟枪法全基因组随机测序战略主要采用鸟枪法（shotgun）。鸟枪法，也俗称“霰弹法”，是随机先将整个基因组打碎成小片段进行测序，最终利用计算机根据序列之间的重叠关系进行排序和组装，并确定它们在基因组中的正确位置。优点：速度快，简单易行，成本较低，

3、可以在较短的时间内通过集中机器和人力的方法获得大量的基因片断。缺点：用它来测序时，最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在部分重复序列较高的地方难度较大。此外有许多序列片段难以定位在确切的染色体上，成为游离片断；同时又会有许多地方由于没有足够的覆盖率而形成空缺。这些缺陷最终导致整个基因图会留下大量的空洞，影响其准确度。8重叠群法以大片段定位的克隆为基础的定向测序战略主要采用克隆步移法或称重叠群法（Contig）：先构建遗传图，再利用几套高度覆盖的大片段基因组文库（BAC、PAC等）获得精细的物理图，选择

4、合适的BAC或PAC克隆测序，利用计算机拼装。BAC内的空洞基本上都可以利用设计引物等手段填补，形成一条完整的BAC序列。然后由相互关联、部分重叠的BAC克隆连成一个大的重叠群。理想状况下，整条染色体就是由一个完整的重叠群构成。910基因组测序的不同策略基因组图的绘制可为基因组的全面测序提供工作框架。由于一些分子标记同基因座位紧密连锁，为靶基因的定位克隆提供了可能。根据靶基因所在基因组图中的位置，可以尽快获知重要基因的顺序。正是基于这些理由，人类基因组计划最初6年的工作重心主要放在人类基因组图的绘制上

5、。根据采取的方法不同，基因组作图分为两个主要范畴：遗传作图和物理作图。11第一节遗传图与物理图遗传作图（geneticmapping）：采用遗传学分析方法（杂交实验和家系分析），将基因或其他DNA顺序标定在染色体上，构建连锁图。遗传图距单位为厘摩（cM），每单位厘摩定义为1%交换率。物理作图（phisicalmapping）：采用分子生物学技术，直接将DNA分子标记、基因或克隆标定在基因组实际位置。限制性片段作图与克隆作图的图距单位为碱基对。基因组图将遗传图与物理图通过共同的作图标记相互校正，获得的基

6、因连锁图称为基因组图。12第二节遗传作图标记1.基因标记表型（phenotype)：一个遗传性状必须以两种替换形式或表型存在才能用于遗传学分析。等位基因（allele）：每种表型是由不同的等位基因控制。肉眼分辨的表型：颜色、形状等。如用于果蝇遗传图的构建。生化表型：微生物遗传学研究。13人类的生化性状ABO血型HLA（人类白细胞抗原）复等位基因（multiplealleles）人类白细胞抗原（HLA）是最复杂最具多态性的体系，位于6号染色体。HLA-DRBI（humanleukocyteantigen

7、s-DRBI）基因位点至少有59个等位基因。HLA-B抗原编码位点有60多个等位基因。14ABO血型基因座上具有编码不同半乳糖转移酶复等位基因，其特异性决定了血型的差别。152.DNA（分子）标记基因标记：有用、有效，并非理想。高等生物，可用作标记的基因十分有限。许多性状都涉及多基因。高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因标记将在遗传图中留下大片的无标记区段。并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分。因而，用基因标记作的遗传图不完整，必须寻找其他更有效的标记。16限制性片段长度多态性（restr

8、ictionfragmentlengthpolymorphisms,RFLP）简单序列长度多态性（simplesequenecelengthpolymorphisrns,SSLPs)小卫星序列：（MinisatelliteDNA）微卫星序列：（MicrosatelliteDNA）单核苷酸多态性标记（singlenucleotidepolymorphisms,SNP）173.遗传标记的发展第一代标记经典的遗传标记（蛋白质和免疫学的标记）70年代中后期，限制