基因组学概述.pptVIP

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第11章 基因组与比较基因组学 11.1 人工染色体构建 载体的概念: 1.要把一个有用的基因(目的基因——研究或应用基因)通过基因工程手段送到生物细胞(受体细胞),需要运载工具(交通工具)携带外源基因进入受体细胞,这种运载工具就叫做载体(vector)。 2.凡来源于质粒或噬菌体的DNA分子,可以插入或克隆DNA片段统称为vector。 3.基因工程所用的vector实际上是DNA分子,是用来携带目的基因片段进入受体细胞的DNA。 说明: 1.穿梭载体(sbuttle vector) 指在两种宿主生物体内复制的载体分子,因而可以运载目的基因(穿梭往返两种生物之间,如:YEP,DIDB219 2.YAC Yeast Artificial Chromsome 由酵母基因和PBR322质粒衍生物构成,对克隆大的真核基因十分有用,在HGP中发挥主要作用。 3.BAC 细菌人工染色体。 YAC的主要缺点 BAC的优点 DNA测序不能从染色体进行,首先必须克隆化,构建基因组的物理图谱。 先构建片段DNA克隆(以YAC或BAC为载体),并把克隆依染色体排序,这就是“染色体的克隆图”。依片段DNA克隆在染色体上所在的位置排序,可以得到相互重叠的一系列克隆,叫做“克隆重叠群”(contig)。选取有关的克隆进行DNA测序,就可以“拼装”出整个染色体或基因组的DNA序列。如果克隆片段太大仍不便于直接测序,则需通过亚克隆,构建更小的片段。 另外一种方法是对所有相互重叠的亚克隆进行测序,然后直接通过计算机程序根据其重叠部分进行“拼装”。 完整基因组的测序过程一般包括三个步骤: (1)建立克隆的物理图谱:如酵母人工染色体YAC(Yeast Artificial Chromosome)克隆、细菌人工染色体BAC(Bacterial Artificial Chromosome)克隆等; (2)测定每个克隆的序列; (3)序列拼装和注释:当得到一段DNA序列之后,可以利用序列分析工具,进行序列的拼接;继而通过与数据库序列的比较,得到与该序列相关的信息,如基因、调控元件、重复区域等,进而对序列的生物学特性进行注释。 Dideoxynucleotides (双脱氧核苷酸) ddNTPs 是反应终止剂 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。 反应体系中dNTPs的浓度远高于ddNTPs(一般1:3~4)。 Sanger第一步:加入复制终止剂 ddNTPs参与下的DNA复制 Sanger法测序产物的平均链长取决于ddNTP:dNTP的比例,比例高时,得到较短的产物; “标记/终止法”测序产物的平均长度可通过标记反应中dNTP浓度(高浓度能得到长的产物)或终止反应的ddNTP:dNTP来调整。 Sanger第二步:荧光检测 Gel Electrophoresis DNA Fragment Size Determination DNA 带负电 DNA在电泳胶中的迁移率与其片段大小有关 Analyzed Raw Data 除核苷酸序列文本文件外,全自动测序仪还提供曲线图。 Trace diagrams are analyzed by base calling programs that use dynamic programming to match predicted and occurring peak intensity and peak location. Base calling programs predict nucleotide locations in sequencing reads where data anomalies occur. Such as multiple peaks at one nucleotide location, spread out peaks, low intensity peaks. Maxam-Gilbert法 用化学试剂处理末端放射性标记的DNA片断,造成碱基的特异性切割。由此产生的一组具有不同长度的DNA链的反应混合物,经凝胶电泳按大小分离和放射自显影之后,便可根据x光底片上所显示的相应谱带,直接读出待测DNA片断的核苷酸序列。 碱基特异性化学切割反应: 硫酸二甲酯(DMS ):使DNA分子中鸟嘌呤(G)上的N7原子甲基化。 肼:使DNA分子中胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)的嘧啶环断裂;但高盐条件下,只C断裂,而不与T反应。 哌啶:从修饰甲基处断裂核苷酸链。 在不同的酸、碱、高盐和低盐条件下,三种化学试剂按不同组合可以特异地切割核苷酸序列中特定的碱基。 G

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