基因組測序流程介紹中科院計算所生物信息學研究組華大－曙光生物信息學聯合實驗室卜東波2001/10/07第一部分：基礎知識1。細胞的結構（真核和原核）2。細胞核中的染色體3。染色體＝DNA＋相關蛋白質4。DNA的雙螺旋結構5。堿基互補：A/TC/G6。DNA復制7。什么是基因組？任何一條染色體上都帶有許多基因，一條高等生物的染色體上可能帶有成千上萬個基因，一個細胞中的全部基因序列及其間隔序列統稱為genomes（基因組）。8。什么是基因？DNA上具有特定功能的一個片斷，負責一種特定性狀的表達。一般來講，一個基因只編碼一個蛋白質。9。DNARNA與蛋蛋白質質DNA:兩兩條互補鏈鏈。由ATCG四個個字母（堿堿基）形成成的字符串串。RNA:單單鏈結構。。由AUCG四個字字母（堿基基）形成的的字符串。。蛋白質:一一條或多條條肽鏈。每每個肽鏈是是由20種種氨基酸形形成的長鏈鏈，即20個字母（（氨基酸））形成的字字符串。翻譯：每3個堿基翻翻譯成一個個氨基酸。。10。DNA上的基基因11。什么么是電泳？？在凝膠一端端小槽中放放入熒光標標記的DNA片斷，，兩端加電電壓，短DNA片斷斷跑得快，，長DNA片斷跑得得慢。測序時需要要區分長度度只差一個個堿基的片片斷12。什么么是PCR?DNA體外外擴增方法法的一種，，能夠將很很少的試樣樣（比如只只有罪犯的的一滴血）），擴增成成完全相同同的無數拷拷貝。每PCR一一輪，擴增增兩倍1-2-4-8-16…第二部分：：測序流程程1。什么是是測序？確定一條染染色體片斷斷上的堿基基順序。Sanger法：在PCR時時加入熒光光標記的復復制終止劑劑，比如ddA,ddT,ddC,ddG（相相應于4種種堿基）ddX的兩兩個作用：：可以當作正正常堿基參參與復制一旦鏈入DNA中，，其后就不不能再繼續續連接電泳誰終止，堿堿基就是誰誰此方法獲1974年年的Nobel獎Sanger第一步步：加入復復制終止劑劑熒光檢測探探頭電泳，看誰誰跑得快Sanger第二步步：熒光檢檢測Shotgun測序序DNA的提提取和純化化載體預備：：和DNA片斷結合合，從而能能夠在細菌菌中擴增。。DNA片段段的制備：：將DNA用超聲波波切成能夠夠測序的小小片斷轉化培養：：小片斷和和載體結合合，植入細細菌中進行行擴增。提質粒：從從細菌中提提取出繁殖殖好的質粒粒電泳檢測：：檢測質量量的好壞測序：上測測序儀測序序全自動的測測序儀器：：MegaBaceDNA整體體切成小段小段和載體體結合結合后進行行測序Shotgun測測序序（（2））————還沒沒有有完完！！拼拼接接！！！！！！因為為整整個個基基因因組組太太長長（（上上M),而而每每次次只只能能測測得得一一個個500的的小小片片斷斷(read)問題題：：如如何何根根據據read恢恢復復原原始始順順序序？？類比比：：10本本圣圣經經，，都都從從隨隨機機點點起起始始剪剪成成500個個字字母母左左右右的的小小紙紙條條，，問問：：給給你你這這么么一一堆堆小小紙紙條條，，你你能能讀讀出出圣圣經經來來嗎嗎？？轉成成圖圖論論問問題題：：Hamilton和和Euler路路徑徑但是是都都會會拼拼錯錯！！Shotgun法法序序列列拼拼接接ConsensusSequenceGap

LowBaseQualitySingleStrandedRegionMis-Assembly(Inverted)拼接錯誤：Repeat的存在我們能干什么么？測序之前全是是生物學問題題。測序之后就全全形式化是計計算機問題。。天然的形式化化：ATCG核心心問問題題：：字符符串串比比對對：：兩兩個個字字符符串串的的距距離離拼接接問問題題蛋白白質質結結構構預預測測：：如如何