文档介绍：Chapter 10 Reconstructing the Genome Through ic and Molecular Analysis
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微生物专业芦志龙
通过基因和分子水平的分析重建基因组
为什么说“重建”?
最初人们是通过宏观现象(染色体组所控制表达的表型的遗传和变异)的深入分析来认识到基因的本质的。
基因和分子理论的成熟,使得人们能够从基因和分子水平重新去解析染色体组。
Mendel’s discovery of fundamental principles in the 1860s
Watson and Crick’s elucidation of DNA structure in 1953
Human Genome Project
Phenotype
ic and molecular level
Genomics
基因组是全部性状的物质基础
人类基因组计划的意义
促进了模式物种的测序工作。
确定了1000多种致病基因,为治疗疾病提供了新的可能性。人及小鼠表达序列标签的测定,着手进行人全长cDNA的测定,有利于研究基因定位,选择性剪切类型,内含子外含子边界。
促进了大通量自动测序技术的发展,作图和测序策略的改进,信息处理技术和工具的发展。
促进了新学科的出现和发展,如system biology ,predictive/preventive medicine.
人类基因组计划后的一系列模式物种的测序工作(截至2002)
Escherichia coli prokaryotes
haromyces cerevisiae single-celled eukaryotes
Fruit fly and the nematode multicellular animals of plexity
Arabidopsis thaliana (拟南芥) simple plants
Oryza sativa(rice) a plex plant
Fugu rubripes fish and a pact vertebrate genome
Mus musculus(mice) mammalian class of animals, including humans
模式种代表类型
本章研究内容
基因组分析(包括基因组大小,特征分析,基因突变或多样性面临的挑战及策略;三种全基因组图谱的发展:高密度的连锁图,大范围的物理图和完整的序列图。
对全部(大部分)基因组序列的问题的一些主要认识,包括基因的数目和种类,重复序列的范围,基因组的组织和结构,基因水平转移造成的进化,以及未来研究的领域。
大通量基因组及其蛋白产物分析工具:测序仪,DNA芯片,质谱仪等。
全基因组测序及基因组分析的新工具推动了两个学科的发展(范例):systems biology, predictive and preventive medicine。
基因组分析
基因组的大小:70万bp---30亿bp(真核生物)
基因组大小与进化程度的高低没有直接关系。
测序面对的问题
每条染色体约70万bp到5亿bp,而当时测序技术每次只能测600个bp。
测序的错误几率是1%,达不到人类基因组计划要求的万分之一或千分之一的精度错误率。
SNP与测序错误的区分。
重复序列不容易定位。
一些序列无法克隆,因此无法测序,如异染色质。
分段测序重叠相连的方法并非万能:要求必须出现重叠片段;每段序列要重复10份以上,才能满足万分之一的错误率,因此必须多次测序验证;
Four Relatively Simple Techniques Make Genome Characterization Possible
Cloning:500bp to 1mbp may be cloned to vectors to construct gene library.
Hybridization: particular gene or chromosomal region can be readily identified for mapping or sequencing plementary probes.
PCR amplification:1 bp to more than 20 kb may be amplified by PCR.
Sequencing: automated DNA sequencer employing the Sanger sequencing method.
PUTATIONAL TOOLS.
A:特定基因到基因库的匹配;
B:鉴别重叠序列并将其连接;
C:估计不同序列测序错误率