基因测序流程.ppt

优选基因测序流程
第一页，共二十六页。
第一部分：基础知识
第二页，共二十六页。
1。细胞的结构（真核和原核）
第三页，共二十六页。
2。细胞核中的染色体
第四页，共二十六页。
优选基因测序流程
第一页，共二十六页。
第一部分：基础知识
第二页，共二十六页。
1。细胞的结构（真核和原核）
第三页，共二十六页。
2。细胞核中的染色体
第四页，共二十六页。
3。染色体＝DNA＋相关蛋白质
第五页，共二十六页。
4。DNA的双螺旋结构
第六页，共二十六页。
5。碱基互补：A/T C/G
第七页，共二十六页。
6。DNA复制
第八页，共二十六页。
7。什么是基因组？
任何一条染色体上都带有许多基因，一条高等生物的染色体上可能带有成千上万个基因，一个细胞中的全部基因序列及其间隔序列统称为genomes（基因组）。
第九页，共二十六页。
8。什么是基因？
DNA上具有特定功能的一个片断，负责一种特定性状的表达。一般来讲，一个基因只编码一个蛋白质。
第十页，共二十六页。
9。DNA RNA与蛋白质
DNA:两条互补链。由ATCG四个字母（碱基）形成的字符串。
RNA:单链结构。由AUCG四个字母（碱基）形成的字符串。
蛋白质:一条或多条肽链。每个肽链是由20种氨基酸形成的长链，即20个字母（氨基酸）形成的字符串。
翻译：每3个碱基翻译成一个氨基酸。
第十一页，共二十六页。
10。DNA上的基因
第十二页，共二十六页。
11。什么是电泳？
在凝胶一端小槽中放入荧光标记的DNA片断，两端加电压，短DNA片断跑得快，长DNA片断跑得慢。
测序时需要区分长度只差一个碱基的片断
第十三页，共二十六页。
12。什么是PCR?
DNA体外扩增方法的一种，能够将很少的试样（比如只有罪犯的一滴血），扩增成完全相同的无数拷贝。
每PCR一轮，扩增两倍 1-2-4-8-16…
第十四页，共二十六页。
第二部分：测序流程
第十五页，共二十六页。
1。什么是测序？
确定一条染色体片断上的碱基顺序。
Sanger法：
在PCR时加入荧光标记的复制终止剂，比如ddA,ddT,ddC,ddG（相应于4种碱基）
ddX的两个作用：
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
电泳
谁终止，碱基就是谁
此方法获1974年的Nobel奖
第十六页，共二十六页。
Sanger第一步：加入复制终止剂
荧光检测探头
电泳，看谁跑得快
第十七页，共二十六页。
Sanger第二步：荧光检测
第十八页，共二十六页。
Shotgun测序
DNA的提取和纯化
载体预备：和DNA片断结合，从而能够在细菌中扩增。
DNA片段的制备：将DNA用超声波切成能够测序的小片断
转化培养：小片断和载体结合，植入细菌中进行扩增。
提质粒：从细菌中提取出繁殖好的质粒
电泳检测：检测质量的好坏
测序：上测序仪测序
第十九页，共二十六页。
全自动的测序仪器：MegaBace
第二十页，共二十六页。
DNA整体
切成小段
小段和载体结合
结合后进行测序
第二十一页，共二十六页。
Shotgun测序（2）——
第二十二页，共二十六页。
还没有完！拼接！！！
因为整个基因组太长（上M),而每次只能测得一个500的小片断(read)
问题：如何根据read恢复原始顺序？
类比：10本圣经，都从随机点起始剪成500个字母左右的小纸条，问：给你这么一堆小纸条，你能读出圣经来吗？
转成图论问题：Hamilton和Euler路径
但是都会拼错！
第二十三页，共二十六页。
Shotgun法序列拼接
Consensus
Sequence
Gap
Low Base
Quality
Single
Stranded
Region
Mis-Assembly
(Inverted)
第二十四页，共二十六页。
拼接错误：Repeat的存在
第二十五页，共二十六页。
我们能干什么？
测序之前全是生物学问题。
测序之后就全形式化是计算机问题。
天然的形式化：ATCG
核心问题：
字符串比对：两个字符串的距离
拼接问题
蛋白质结构预测：如何从一维预测三维结构？
第二十六页，共二十