计算生物学课程介绍知识讲稿.ppt

分子生物学简介 细胞 遗传中心法则 生物技术简介 关联连锁分析简介 * 遗传中心法则 《遗传学基础》第二章 * 转录 真核生物的转录起始是在转录因子的协助下，RNA聚合酶辨认结合转录起始点上游的DNA序列（启动子），生成起始复合物，以DNA模板链为模板合成RNA的过程 转录方向 5? 3? 3? 5? 模板链 编码链 编码链 模板链 转录方向 * 转录 基因：有遗传效应的DNA片段 CDS, exon, intron, 5’ UTR, 3’ UTR, promoter * 逆转录 RNA = DNA 反转录病毒：以RNA为遗传物质的病毒 单链RNA分子在反转录酶作用下，RNA分子产生与其序列互补的互补DNA （complementary DNA, cDNA) * 翻译 mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每三个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成多肽链 * 翻译 三联子密码(triplet coden) * DNA=蛋白 DNA点突变 同义突变 UCA - UCG, Ser - Ser 无义突变 UAC - UAG, Tyr - stop codon 错义突变 CAU - CAA, His - Glu DNA插入/缺失突变 Frame shift Nonframe shift * DNA=蛋白 开放阅读框 （open frame reading） 移框（Frame shift） * 表观遗传学 基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，表达了可遗传的变化 DNA甲基化 印记基因 染色体失活 ncRNA * 分子生物学简介 细胞 遗传中心法则 生物技术简介 关联连锁分析简介 * 生物技术简介 复制DNA 剪切和粘接DNA DNA测序 * 复制DNA 聚合酶链式反应 （ Polymerase Chain Reaction，PCR） PCR引物设计 * 复制DNA DNA克隆：将DNA片段插入到克隆载体上（质粒、粘粒、噬菌体、酵母人工染色体），让其自我复制 质粒：细菌内环状DNA分子，插入片段15kb上限 噬菌体：插入作为载体的病毒包裹蛋白适应范围内的片段 粘粒：噬菌体的DNA被插入片段替代 酵母人工染色体（YAC）：可以插入百万碱基对的大片段 * 剪切DNA 破坏DNA分子的内部键，在序列的特定识别位点剪切DNA * 粘接DNA 增加必要的化学键，使两个DNA片段通过杂交（互补碱基配对）和连接（修复单链上的键）熔接在一起 * DNA测序 凝胶电泳法（gel electrophoresis）：根据分子大小区分碱基对 碱基分子量 C 289 T 304 A 313 G 329 * DNA测序 一代测序技术：荧光标记的双脱氧核糖核酸末端终止法 二代测序技术：DNA聚合酶或连接酶将碱基连接到DNA脸上所释放的光学信号检测法 三代测序技术：纳米孔阵列离子电流检测法 * 一代测序：Sanger测序 * 二代测序 : Illumina GA 边合成边测序 * 单分子测序：Ion Torrent * 分子生物学简介 细胞 遗传中心法则 生物技术简介 关联连锁分析简介 * 孟德尔遗传定律 分离定律 自由组合定律 《遗传学基础》第三章 * 孟德尔遗传定律 * 连锁 《遗传学基础》第三章 * 计算生物学 赵慧智 2012.8.28 * 课程介绍 参考书目： 《计算分子生物导论》 作者：J. 塞图宝/ J. 梅丹尼斯 译者：朱浩 出版社：科学出版社 * 课程介绍 课程要求 掌握基本概念和算法思想 学会扩展应用 考试方式 平时成绩: 30% 笔试: 70% * 课程介绍 绪论 分子生物学基本概念 算法与其复杂性 计算生物学应用 序列数据分析 芯片数据分析 生物网络分析 * 第一部分 绪论 * 分子生物学 DNA双螺旋结构的发现 * 生物技术的发展 1975年，Fred Sanger和Walter Gilbert发明了现在广泛使用的DNA测序方法，并由此在1980年获得了诺贝尔奖 Kary Mullis在1983年首先发明了聚合酶链式反应（PCR），使得微量的DNA可以放大 * 生物技术发展 20世纪90年代，生物芯片实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确快速、大信息量的检测 2001年，人类基因组计划测序完成，后基因组时代到来，海量数据涌现 * 芯片数据 NCBI GEO数据库 Year Quarter Series Platforms Samples 2012 3 32120 10437 790523 2011 4 27358 9620 673696 2010 4 20557 8130 509742 2009 4 14985 6756 383505 2008 4 10672 5352 272