基因组学考试资料-整理版

在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说基因组学考试资料整理版第一章一、基因组1、基因组：生物所具有的携带遗传信息的遗传物质的总和,是指生物细胞中所有的DNA，包括所有的基因和基因间区域。2、基因组学：指以分子生物学技术、计算机技术和信息网络技术为研究手段，以生物体内全部基因为研究对象，在全基因背景下和整体水平上探索生命活动的内在规律及其内外环境影响机制的科学。基因组学包括3个不同的亚领域结构基因组学(structuralgenomics)：以全基因组测序为目标功能基因组学(functionalgenomics)：以基因功能鉴定为目标比较基因组学(xxparativegenomics)二、基因组序列复杂性1、C值是指一个单倍体基因组中DNA的总量，以基因组的碱基对来表示。每个细胞中以皮克(pg，10-12g)水平表示。C值悖理：指基因内部被一个或更多不翻译的编码顺序即内含子所隔裂。3、异常结构基因分类重叠基因：编码序列彼此重叠的基因，含有不同蛋白质的编码序列。基因内基因:一个基因的内含子中包含其他在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说基因。反义基因:与已知基因编码序列互补的的负链编码基因，参与基因的表达调控，可以干扰靶基因mRNA转录与翻译。4、假基因：功能基因但已失去活性或者改变原来活性功能的DNA序列.四、基因组特征比较真核生物基因组的特征：复杂性较高的生物基因组结构松弛，在整个基因组范围内分布大量重复顺序；含有大量数目不等的线性DNA分子，并且，每个长链DNA都与蛋白质组成染色体结构；含有细胞器基因组原核生物基因组的特征:原核生物基因数目比真核生物少，大小在5Mb以下;原核生物基因组结构更紧凑;第二章一、为何要绘制遗传图与物理图？1)基因组太大,必需分散测序,然后将分散的顺序按原来位置组装,需要图谱进行指导。2)基因组存在大量重复顺序,会干扰排序,因此要高密度基因组图。3)遗传图和物理图各有优缺点,必须相互整合校正。二、基因组测序方法、原理及特点：1.克隆重叠群法：先构建遗传图，再利用几套高度覆盖的大片段基因组文库获得精细的物理图，选择合适的BAC或PAC克隆测序，利用计算机拼装。BAC内的空洞基本上都在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说可以利用设计引物等手段填补，形成一条完整的BAC序列。然后相互关联、部分重叠的BAC克隆连成一个大的重叠群。优点：通过这种方法得到的基因组数据是最为准确和精细的数据，也是基因组测序的最终目标。缺点：该方法的技术难度较高，尤其大片段基因组文库和精细物理图构建是技术性极强的工作；此外，费用相对于鸟枪法要稍高一些，完成整个基因组测序周期也要长些。2.全基因组鸟枪法：是随机先将整个基因组打碎成小片段进行测序，最终利用计算机根据序列之间的重叠关系进行排序和组装，并确定它们在基因组中的正确位置。优点：速度快，简单易行，成本较低，可以在较短的时间内通过集中机器和人力的方法获得大量的基因片断。缺点：最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在部分重复序列较高的地方难度较大。此外有许多序列片段难以定位在确切的染色体上，成为游离片断；同时又会有许多地方于没有足够的覆盖率而形成空缺。这些缺陷最终导致整个基因图会留下大量的空洞，也影响其准确度。三、遗传图与物理图遗传作图：采用遗传学分析方法将基因或其它DNA序列标定在染色体上构建连锁图。此方法包括杂交实验，家系分析。遗传图距单位为厘摩(cM),每单位厘摩定义为1%交换率。物理作图：采用分子生物学技术直接将DNA分子标记、在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说基因或克隆标定在基因组实际位置。物理图的距离依作图方法而异，如辐射杂种作图的计算单位为厘镭(cR),限制性片段作图与克隆作图的图距为DNA的分子长度，即碱基对(bp,kb)。基因是首先被使用的标记：基因十分有限，大量的基因间隔区DNA标记必须有等位型才是有用的四、遗传图标记及特点：1.限制性片段长度多态性同一物种的亚种、品系或个体间基因组DNA受到同一种限制性内切酶作用而形成不同的酶切图谱的现象，第一代分子标记。特点：1)处于染色体上的位置相对固定;2)同一亲本及其子代相同位点上的多态性片段特征不变;3)同一凝胶电泳可显示等位区段不同多态性片段,表现为共显性(可鉴定纯合子和杂合子);4)需要用Southern杂交检测显示。2.简单序列长度多态性第二代分子标记SSR技术的优点是：在基因组中随机分布，检测的多态性频率高；PCR特异引物，重复性好共显性，操作相对简单。问题是：SSR需要测序和设计引物，因而需要大量的人力、物力和时间；另外其种属特异性强，开发所需的费用高昂，因此一些实验室进行了合作，共同开发微卫星引物。SSR标记的关键是引物的设计3.单核苷酸多态性是指同一物种不同个体基因组DNA的等位序列上单个核苷酸存在差异的现象。其中最少一种在在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说群体中的频率不小于1％；根据SNP在基因中的位置，SNP可分为：基因编码区SNP、基因周边SNP、基因间SNP。SNP特点：：供体细胞释放的一段DNA，经受体细胞摄取后整合到基因组中，可借助抗性培养基筛选重组克隆。转导、序列标签位点1、限制性作图：将限制性酶切位点标定在DNA分子的相对位置。方法及原理：通过比较不同限制性内切酶切割所产生DNA片段大小：首先用一种酶处理样品后，电泳确定DNA片段的大小；然后用第二种酶处理，获得第二组片段。最后用两种酶混合处理，获得第三组片段。收集上述资料进行对比组装：两种酶切位点交替出现的区段用加减法确定其的相对位置。连续出现2个或多个相同酶切位点的区段，采用部分酶解法。切点过多时可以采用末端同位素标记结合部分酶解进行绘图。限制性作图更适合于小分子。当需要对大于50kb的基因组进行限制性作图时，通过选择靶DNA分子中的稀有酶切位点酶可以克服限制性酶切作图的局限性。大分子DNA分离采用特殊电泳：脉冲凝胶电泳、正交交变电场凝胶电泳2、基于克隆的基因组作图：根据克隆的DNA片段之间的重叠序列构建重叠群(Contig),绘制物理连锁图。常用在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说大分子DNA克隆载体：酵母人工染色体YAC、噬菌体P1载体、细菌人工染色体BAC、P1人工染色体PAC、F黏粒。方法及原理：1、基因克隆2、构建重叠群3、荧光原位杂交FISH：指在染色体上进行DNA杂交，以便识别荧光标记探针在染色体上位置的方法。4、序列标签位点作图STS：通过PCR或分子杂交将小段DNA序列定位在基因组的DNA区段中。三、脉冲电泳PFGE的基本原理:将一个方向不断变换的电场，取代简单的单一电场指纹：用不同限制性酶消化后，经凝胶分离产生的条带。重复顺序DNA指纹：将不同克隆的限制性片段电泳转膜后，与基因组范围分布的重复序列杂交形成的带型。重复顺序DNAPCR或分散重复顺序PCR指纹：用基因组范围的重复序列的互补序列做引物，扩增两个重复序列之间的单一顺序，得到的产物带型。2、克隆指纹法的原理：如果2个克隆彼此重叠，它们一定含有相同的序列。3、基因组范围内查找重叠克隆的最好方法首推克隆指纹排序。4、指纹：指确定DNA样品所具有的特定DNA片段组成，一个克隆的指纹表示了该克隆所具有的指定序列的特征，可以同其他克隆产生的同类指纹比较。六、STS作图法：根据STS序列设计引物，扩增文库当中的克隆，能扩出条带的克隆都含有序列重叠的插入子。在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说序列标记位点:指一段短的DNA序列,通常长度在100-500bp,易于识别,在待研究的染色体或基因组中仅存有1个拷贝。因此当2个片段含有同一STS顺序时，可以确认这两个片段彼此重叠。合格的STS需要具备的两个条件：1.在染色体上的位置独一无二；2.序列已知，方便PCR检测。寻找STS的方法：1）表达序列标签SSLP具有多态性且通过连锁分析进行定位的SSLP很有价值，可以建立遗传图与物理图之间的联系；3）随机基因组顺序。可通过对克隆的基因组DNA随机测序获得，或者从数据库中寻找。七、荧光原位杂交：指在染色体上进行DNA杂交，以便识别荧光标记探针在染色体上位置的方法。八、作图试剂放射杂交2）克隆文库辐射杂种1、双脱氧链终止法，是通过合成与单链DNA互补的多核苷酸链来读取待测DNA分子的顺序。基本原理:通过合成与单链DNA互补的多核苷酸链，于合成的互补链可在不同位置随机终止反应，产生只差一个核苷酸的DNA分子，从而来读取待测DNA分子的顺序。目前普遍采用的测序酶为Sequenase,来自T7噬菌体在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说2、化学降解法，是将双链DNA分子用化学试剂处理，产生切口，用同位素标记进行测序基本原理：在选定的核苷酸碱基中引入化学基团，再用哌啶处理使DNA分子在被修饰的核苷酸位置降解，形成只差一个核苷酸的降解DNA群体。每个单链的同一方向都结合了放射性同位素标记，显示DNA位置。DMS在中性pH环境，主要作用于G，被六氢吡啶作用而造成该位点上DNA链的断裂。甲酸具有脱嘌呤作用。DNA链在脱嘌呤位点(G和A)发生断裂。肼，在碱性条件下，作用于T胸腺嘧啶和C胞嘧啶，在具有六氢吡啶的条件下，导致在这个核苷酸位置上发生DNA链的断裂。如果在反应体系中加入高浓度的盐，同胸腺嘧啶的反应速率便会下降，主要作用于C胞嘧啶。二、双脱氧链终止法技术路线与要求：制备单链模板A.克隆于质粒中DNA——用酸或碱变性↓克隆单链DNA将单链模板与一小段引物退火C.噬粒克隆DNA↓产生单链DNA加入DNA多聚酶4种脱氧核苷酸分别加入少量4种双脱氧核苷酸↓将4种反应产物分别在4条泳道电泳↓根据4个碱基在4条泳道的终止位置读出基因序列三、双脱氧链终止法要求单链作为模板，如何制备单链在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说模板？1.将DNA克隆到质粒载体中：碱变性或热变性变为单链，DNA变性后两条单链可同时双向测序但未纯化的DNA污染干扰测序反应；2.以M13载体克隆单链DNA：M13噬菌体基因组为单链DNA，可用于克隆单链DNA，可以作为模板进行DNA测序；无需变性，直接测序；但3kb时扩增时容易发生丢失与重排，只能操作小片段DNA测序。3.以噬菌粒克隆DNA：改造的质粒载体，有2个复制起始点，在大肠杆菌细胞中产生单链噬菌粒，该系统避免了M13系统的不稳定性，可克隆片段10kbDNA测序4.PCR产生单链DNA：根据测序DNA两端序列合成2个引物，采用PCR法扩增样品DNA，然后将其中一个引物连接到很小的磁珠，利用吸磁的方法提纯扩增的单链DNA；四、基因组测序方法原理优缺点：1.按照大分子DNA克隆绘制的物理图分别在单个大分子DNA内部进行测序和序列组装，然后将彼此相连的的大分子克隆按排列次序搭建支架，最后以分子标记为向导将搭建的支架分别锚定到基因组整合图上；优点：缺点：2.将整个基因组DNA打断成小片段后克隆到质粒载体上，然后随机挑选克隆对插入片段进行测序。在我们现在生活中是否存在盲目排斥或全盘接受的现象，拿来主义，在今天有没有实用意义？请同学们联系我们当前的社会现实说一说并以测序的序列构建重叠群，在此基础上搭建支架，以分子标记为向导将搭建的支架分别锚定到基因组整合图