DNA测序技术发展说课.ppt

基因组注释 Non-coding RNA Gene ncRNA rRNA tRNA miRNA snoRNA 基因组注释 Regulatory Elements CpG island Promoter 本节内容 测序技术的发展 基因组拼接 基因组注释 测序技术的应用 Single-nucleotide polymorphism Genome-wide association studies (GWAS) Genome-wide association studies (GWAS) DNA测序技术 本节内容 测序技术的发展 基因组拼接 基因组注释 测序技术的应用 第一代测序技术 1975年由Sanger和Coulson开创的链终止法 1976-1977年由Maxam和Gilbert发明的化学法（链降解）。 1977年，Sanger测定了第一个基因组序列：噬菌体X174，其基因组全长为 5375 bp。 第一代测序技术 优点: 测序读长可达1000bp 准确性高达99.999% 缺点: 测序成本高 通量低 2005, 454，Genome Sequencer 20 2007, Roche Genome Sequencer FLX System 2007, Solexa, Genome Analyzer 2007, SOLiD（Supported Oligo Ligation Detetion） 第二代测序技术Next-Generation Sequencing (NGS) 2001: Pyrosequencing APS:腺苷-5’-磷酸硫酸酐 (adenosine 5’ phosphosulfate) 荧光素 DNA聚合酶:催化该dNTP掺入到引物链中并释放焦磷酸基团（PPi）。 硫酸化酶:催化APS和PPi形成ATP 荧光素酶 双磷酸酶 ATP驱动荧光素酶介导荧光素(luciferin)向氧化荧光素(oxyluciferin)的转化 ATP和未掺入的dNTP由双磷酸酶降解，淬灭光信号，并再生反应体系。 2001年：焦磷酸测序(Pyrosequencing)技术 2007年：Solexa高速测序技术 Solexa技术最早由两位剑桥大学的化学家创立。 Illumina公司于2007年收购 Solexa，并推出成熟商业产品 Genome Analyzer (基因组分析系统).? Solexa测序原理 测序技术的发展历程 本节内容 测序技术的发展 基因组拼接 基因组注释 测序技术的应用 Fragment Assembly Cover region with ~7-fold redundancy Overlap reads and extend to reconstruct the original genomic region reads Shortest Superstring Problem: Example Merge Reads into Contigs Merge reads up to potential repeat boundaries repeat region 基因组拼接 /wiki/Sequence_assembly 全基因组De Novo测序拼接国际标准 基因框架图 基因组精细图 基因组覆盖率90% 基因组覆盖率95% 基因区覆盖率95% 基因区覆盖率98% Contig? N50? 5kb Contig? N50?? 20kb Scaffold? N50? 20kb Scaffold? N50? 300kb 单碱基错误率0.01% 单碱基错误率? 0.01% N50 N50是衡量基因组拼接质量的一个指标。 计算方法是：把contig或scaffold从大到小排序，并对其长度进行累加，当累加长度达到全部contig或scaffold长度一半时，最后一个contig或scaffold长度。 N50数值大，说明contig或scaffold的长度长，表明拼接质量好，一般Contig?N505kb，Scaffold N5020kb。 本节内容 测序技术的发展 基因组拼接 基因组注释 测序技术的应用 基因组注释 Annotation Definition Process of attaching biological information to sequences. Identifying elements on the genome. Attaching biological information to these elements. 基因组注释 Two Main Methods De novo (Ab initi