1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基因組學(xué)考試資料 整理版第一章一、基因組1、基因組：生物所具有的攜帶遺傳信息的遺傳物質(zhì)的總和,是指生物細(xì)胞中所有的DNA，包括所有的基因和基因間區(qū)域。2、基因組學(xué)：指以分子生物學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為研究手段，以生物體內(nèi)全部基因?yàn)檠芯繉ο螅谌虮尘跋潞驼w水平上探索生命活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律及其內(nèi)外環(huán)境影響機(jī)制的科學(xué)。 基因組學(xué)包括3個(gè)不同的亞領(lǐng)域結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(structural genomics) ：以全基因組測序?yàn)槟繕?biāo)功能基因組學(xué)(functional genomics)：以基因功能鑒定為目標(biāo) 比較基因組學(xué)(xxparative genomics) 二、基

2、因組序列復(fù)雜性1、C值是指一個(gè)單倍體基因組中DNA的總量，以基因組的堿基對來表示。每個(gè)細(xì)胞中以皮克(pg，10-12g)水平表示。C 值悖理：指基因內(nèi)部被一個(gè)或更多不翻譯的編碼順序即內(nèi)含子所隔裂。 3、異常結(jié)構(gòu)基因分類重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因，含有不同蛋白質(zhì)的編碼序列。 基因內(nèi)基因:一個(gè)基因的內(nèi)含子中包含其他基因。反義基因: 與已知基因編碼序列互補(bǔ)的的負(fù)鏈編碼基因，參與基因的表達(dá)調(diào)控，可以干擾靶基因mRNA轉(zhuǎn)錄與翻譯。4、假基因：功能基因但已失去活性或者改變原來活性功能的DNA序列. 四、基因組特征比較真核生物基因組的特征 ：復(fù)雜性較高的生物基因組結(jié)構(gòu)松弛，在整個(gè)基因組范圍內(nèi)分布大量重

3、復(fù)順序；含有大量數(shù)目不等的線性DNA分子，并且，每個(gè)長鏈DNA都與蛋白質(zhì)組成染色體結(jié)構(gòu)； 含有細(xì)胞器基因組原核生物基因組的特征 :原核生物基因數(shù)目比真核生物少，大小在5 Mb以下; 原核生物基因組結(jié)構(gòu)更緊湊;第二章一、為何要繪制遺傳圖與物理圖？1)基因組太大,必需分散測序,然后將分散的順序按原來位置組裝,需要圖譜進(jìn)行指導(dǎo)。 2)基因組存在大量重復(fù)順序,會(huì)干擾排序,因此要高密度基因組圖。 3)遺傳圖和物理圖各有優(yōu)缺點(diǎn),必須相互整合校正。 二、基因組測序方法、原理及特點(diǎn)：1. 克隆重疊群法：先構(gòu)建遺傳圖，再利用幾套高度覆蓋的大片段基因組文庫獲得精細(xì)的物理圖，選擇合適的BAC或PAC克隆測序，利用計(jì)

4、算機(jī)拼裝。BAC內(nèi)的空洞基本上都可以利用設(shè)計(jì)引物等手段填補(bǔ)，形成一條完整的BAC序列。然后相互關(guān)聯(lián)、部分重疊的BAC克隆連成一個(gè)大的重疊群。優(yōu)點(diǎn)：通過這種方法得到的基因組數(shù)據(jù)是最為準(zhǔn)確和精細(xì)的數(shù)據(jù)，也是基因組測序的最終目標(biāo)。 缺點(diǎn)：該方法的技術(shù)難度較高，尤其大片段基因組文庫和精細(xì)物理圖構(gòu)建是技術(shù)性極強(qiáng)的工作；此外，費(fèi)用相對于鳥槍法要稍高一些，完成整個(gè)基因組測序周期也要長些。2. 全基因組鳥槍法：是隨機(jī)先將整個(gè)基因組打碎成小片段進(jìn)行測序，最終利用計(jì)算機(jī)根據(jù)序列之間的重疊關(guān)系進(jìn)行排序和組裝，并確定它們在基因組中的正確位置。 優(yōu)點(diǎn)：速度快，簡單易行，成本較低，可以在較短的時(shí)間內(nèi)通過集中機(jī)器和人力的方

5、法獲得大量的基因片斷。缺點(diǎn)：最終排序結(jié)果的拼接組裝比較困難，尤其在部分重復(fù)序列較高的地方難度較大。此外有許多序列片段難以定位在確切的染色體上，成為游離片斷；同時(shí)又會(huì)有許多地方于沒有足夠的覆蓋率而形成空缺。這些缺陷最終導(dǎo)致整個(gè)基因圖會(huì)留下大量的空洞，也影響其準(zhǔn)確度。 三、遺傳圖與物理圖遺傳作圖：采用遺傳學(xué)分析方法將基因或其它DNA序列標(biāo)定在染色體上構(gòu)建連鎖圖。此方法包括雜交實(shí)驗(yàn)，家系分析。遺傳圖距單位為厘摩(cM), 每單位厘摩定義為1%交換率。 物理作圖：采用分子生物學(xué)技術(shù)直接將DNA分子標(biāo)記、基因或克隆標(biāo)定在基因組實(shí)際位置。物理圖的距離依作圖方法而異，如輻射雜種作圖的計(jì)算單位為厘鐳(cR),

6、 限制性片段作圖與克隆作圖的圖距為DNA的分子長度，即堿基對(bp, kb)。 基因是首先被使用的標(biāo)記：基因十分有限，大量的基因間隔區(qū) DNA標(biāo)記必須有等位型才是有用的 四、遺傳圖標(biāo)記及特點(diǎn)：1.限制性片段長度多態(tài)性同一物種的亞種、品系或個(gè)體間基因組DNA 受到同一種限制性內(nèi)切酶作用而形成不同的酶切圖譜的現(xiàn)象，第一代分子標(biāo)記。 特點(diǎn)：1) 處于染色體上的位置相對固定; 2) 同一親本及其子代相同位點(diǎn)上的多態(tài)性片段特征不變; 3) 同一凝膠電泳可顯示等位區(qū)段不同多態(tài)性片段, 表現(xiàn)為共顯性(可鑒定純合子和雜合子); 4) 需要用Southern雜交檢測顯示。2. 簡單序列長度多態(tài)性第二代分子標(biāo)記S

7、SR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：在基因組中隨機(jī)分布，檢測的多態(tài)性頻率高；PCR特異引物，重復(fù)性好共顯性，操作相對簡單。問題是：SSR需要測序和設(shè)計(jì)引物，因而需要大量的人力、物力和時(shí)間；另外其種屬特異性強(qiáng)，開發(fā)所需的費(fèi)用高昂，因此一些實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了合作，共同開發(fā)微衛(wèi)星引物。SSR標(biāo)記的關(guān)鍵是引物的設(shè)計(jì)3. 單核苷酸多態(tài)性是指同一物種不同個(gè)體基因組DNA的等位序列上單個(gè)核苷酸存在差異的現(xiàn)象。其中最少一種在群體中的頻率不小于1； 根據(jù)SNP在基因中的位置，SNP可分為：基因編碼區(qū)SNP、基因周邊SNP、基因間SNP。SNP特點(diǎn)：供體細(xì)胞釋放的一段DNA，經(jīng)受體細(xì)胞攝取后整合到基因組中，可借助抗性培養(yǎng)基篩選重組克隆。

8、轉(zhuǎn)導(dǎo)、序列標(biāo)簽位點(diǎn)1、限制性作圖：將限制性酶切位點(diǎn)標(biāo)定在DNA分子的相對位置。方法及原理：通過比較不同限制性內(nèi)切酶切割所產(chǎn)生DNA片段大?。菏紫扔靡环N酶處理樣品后，電泳確定DNA片段的大?。蝗缓笥玫诙N酶處理，獲得第二組片段。最后用兩種酶混合處理，獲得第三組片段。收集上述資料進(jìn)行對比組裝：兩種酶切位點(diǎn)交替出現(xiàn)的區(qū)段用加減法確定其的相對位置。連續(xù)出現(xiàn)2個(gè)或多個(gè)相同酶切位點(diǎn)的區(qū)段，采用部分酶解法。切點(diǎn)過多時(shí)可以采用末端同位素標(biāo)記結(jié)合部分酶解進(jìn)行繪圖。限制性作圖更適合于小分子。當(dāng)需要對大于50kb的基因組進(jìn)行限制性作圖時(shí)，通過選擇靶DNA分子中的稀有酶切位點(diǎn)酶可以克服限制性酶切作圖的局限性。大分子D

9、NA分離采用特殊電泳：脈沖凝膠電泳、正交交變電場凝膠電泳2、基于克隆的基因組作圖：根據(jù)克隆的DNA片段之間的重疊序列構(gòu)建重疊群(Contig), 繪制物理連鎖圖。 常用大分子DNA克隆載體：酵母人工染色體YAC、噬菌體P1載體、細(xì)菌人工染色體BAC、P1人工染色體PAC、F黏粒。方法及原理：1、基因克隆2、構(gòu)建重疊群3、熒光原位雜交FISH：指在染色體上進(jìn)行DNA雜交，以便識別熒光標(biāo)記探針在染色體上位置的方法。 4、序列標(biāo)簽位點(diǎn)作圖STS：通過PCR或分子雜交將小段DNA序列定位在基因組的DNA區(qū)段中。 三、脈沖電泳PFGE的基本原理:將一個(gè)方向不斷變換的電場，取代簡單的單一電場指紋：用不同限

10、制性酶消化后，經(jīng)凝膠分離產(chǎn)生的條帶。 重復(fù)順序DNA指紋：將不同克隆的限制性片段電泳轉(zhuǎn)膜后，與基因組范圍分布的重復(fù)序列雜交形成的帶型。重復(fù)順序DNA PCR 或分散重復(fù)順序PCR指紋：用基因組范圍的重復(fù)序列的互補(bǔ)序列做引物，擴(kuò)增兩個(gè)重復(fù)序列之間的單一順序，得到的產(chǎn)物帶型。2、克隆指紋法的原理：如果2個(gè)克隆彼此重疊，它們一定含有相同的序列。 3、基因組范圍內(nèi)查找重疊克隆的最好方法首推克隆指紋排序。4、指紋：指確定DNA樣品所具有的特定DNA片段組成，一個(gè)克隆的指紋表示了該克隆所具有的指定序列的特征，可以同其他克隆產(chǎn)生的同類指紋比較。六、STS作圖法：根據(jù)STS序列設(shè)計(jì)引物，擴(kuò)增文庫當(dāng)中的克隆，能

11、擴(kuò)出條帶的克隆都含有序列重疊的插入子。序列標(biāo)記位點(diǎn) :指一段短的DNA序列,通常長度在100-500bp,易于識別, 在待研究的染色體或基因組中僅存有1個(gè)拷貝。因此當(dāng)2個(gè)片段含有同一STS順序時(shí)，可以確認(rèn)這兩個(gè)片段彼此重疊。合格的STS需要具備的兩個(gè)條件：1. 在染色體上的位置獨(dú)一無二；2. 序列已知，方便PCR檢測。尋找STS的方法：1）表達(dá)序列標(biāo)簽SSLP 具有多態(tài)性且通過連鎖分析進(jìn)行定位的SSLP很有價(jià)值，可以建立遺傳圖與物理圖之間的聯(lián)系； 3）隨機(jī)基因組順序。可通過對克隆的基因組DNA隨機(jī)測序獲得，或者從數(shù)據(jù)庫中尋找。七、熒光原位雜交：指在染色體上進(jìn)行DNA雜交，以便識別熒光標(biāo)記探針在

12、染色體上位置的方法。八、作圖試劑放射雜交 2）克隆文庫輻射雜種1、雙脫氧鏈終止法，是通過合成與單鏈DNA互補(bǔ)的多核苷酸鏈來讀取待測DNA分子的順序?；驹? 通過合成與單鏈DNA互補(bǔ)的多核苷酸鏈，于合成的互補(bǔ)鏈可在不同位置隨機(jī)終止反應(yīng)，產(chǎn)生只差一個(gè)核苷酸的DNA分子，從而來讀取待測DNA分子的順序。 目前普遍采用的測序酶為Sequenase, 來自T7噬菌體2、化學(xué)降解法，是將雙鏈DNA分子用化學(xué)試劑處理，產(chǎn)生切口，用同位素標(biāo)記進(jìn)行測序基本原理：在選定的核苷酸堿基中引入化學(xué)基團(tuán)，再用哌啶處理使DNA分子在被修飾的核苷酸位置降解，形成只差一個(gè)核苷酸的降解DNA群體。每個(gè)單鏈的同一方向都結(jié)合了放

13、射性同位素標(biāo)記，顯示DNA位置。 DMS在中性pH環(huán)境，主要作用于G，被六氫吡啶作用而造成該位點(diǎn)上DNA鏈的斷裂。 甲酸具有脫嘌呤作用。DNA鏈在脫嘌呤位點(diǎn)(G和A)發(fā)生斷裂。肼，在堿性條件下，作用于T胸腺嘧啶和C胞嘧啶，在具有六氫吡啶的條件下，導(dǎo)致在這個(gè)核苷酸位置上發(fā)生DNA鏈的斷裂。如果在反應(yīng)體系中加入高濃度的鹽，同胸腺嘧啶的反應(yīng)速率便會(huì)下降，主要作用于C胞嘧啶。 二、雙脫氧鏈終止法技術(shù)路線與要求：制備單鏈模板A.克隆于質(zhì)粒中DNA用酸或堿變性克隆單鏈DNA 將單鏈模板與一小段引物退火C.噬?？寺NA產(chǎn)生單鏈DNA加入DNA多聚酶4種脫氧核苷酸分別加入少量4種雙脫氧核苷酸將4種反應(yīng)產(chǎn)物分

14、別在4條泳道電泳根據(jù)4個(gè)堿基在4條泳道的終止位置讀出基因序列三、雙脫氧鏈終止法要求單鏈作為模板，如何制備單鏈模板？1. 將DNA克隆到質(zhì)粒載體中：堿變性或熱變性變?yōu)閱捂?，DNA變性后兩條單鏈可同時(shí)雙向測序但未純化的DNA污染干擾測序反應(yīng)；2. 以M13載體克隆單鏈DNA：M13噬菌體基因組為單鏈DNA，可用于克隆單鏈DNA，可以作為模板進(jìn)行DNA測序； 無需變性，直接測序；但3kb時(shí)擴(kuò)增時(shí)容易發(fā)生丟失與重排，只能操作小片段DNA測序。 3. 以噬菌粒克隆DNA：改造的質(zhì)粒載體，有2個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，在大腸桿菌細(xì)胞中產(chǎn)生單鏈?zhǔn)删?，該系統(tǒng)避免了M13系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，可克隆片段 10kb DNA測序4

15、. PCR產(chǎn)生單鏈DNA：根據(jù)測序DNA兩端序列合成2個(gè)引物，采用PCR法擴(kuò)增樣品DNA，然后將其中一個(gè)引物連接到很小的磁珠，利用吸磁的方法提純擴(kuò)增的單鏈DNA； 四、基因組測序方法原理優(yōu)缺點(diǎn)：1. 按照大分子DNA克隆繪制的物理圖分別在單個(gè)大分子DNA內(nèi)部進(jìn)行測序和序列組裝，然后將彼此相連的的大分子克隆按排列次序搭建支架，最后以分子標(biāo)記為向?qū)⒋罱ǖ闹Ъ芊謩e錨定到基因組整合圖上；優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)：2. 將整個(gè)基因組DNA打斷成小片段后克隆到質(zhì)粒載體上，然后隨機(jī)挑選克隆對插入片段進(jìn)行測序。并以測序的序列構(gòu)建重疊群，在此基礎(chǔ)上搭建支架，以分子標(biāo)記為向?qū)⒋罱ǖ闹Ъ芊謩e錨定到基因組整合圖上。優(yōu)點(diǎn)：測序

16、速度快，并且無須提供相關(guān)的遺傳圖譜和物理圖譜。缺點(diǎn)：對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大基因組而言，鳥槍法的序列組裝的起始階段工作量非常大；基因組中普遍存在的重復(fù)序列是十分棘手的問題，在序列組裝時(shí)可能出現(xiàn)錯(cuò)誤連接，使某些片段從原位置跳到另一無關(guān)位置。五、間隙類型：測序后將DNA順序進(jìn)行組裝,會(huì)發(fā)現(xiàn)存在不連續(xù)的區(qū)段，它們產(chǎn)生于:1) 因覆蓋率的原因而留下的未能測序的順序,仍存在于克隆文庫中, 這類間隙稱為順序間隙。 解決辦法:通過相鄰已知順序作為探針篩選已有的基因組文庫2) 因克隆載體自身的限制或DNA順序特殊的組成等原因造成某些順序丟失或未能克隆, 這類間隙稱為物理間隙。解決辦法:利用其它宿主菌與載體重新構(gòu)建文庫

17、六、覆蓋面：每個(gè)核苷酸在完成順序中平均出現(xiàn)的次數(shù)，或者說完成順序的長度與組裝順序長度之比。在測序前，首先要考慮測序規(guī)模，P0=e- m m為覆蓋面，即單倍體基因組數(shù)；e為自然對數(shù)底數(shù) 七、重要區(qū)域測序1、人們對感興趣的基因或與疾病相關(guān)的基因優(yōu)先測序。如：人類主要組織相容性復(fù)合區(qū)位于第6號染色體，與人類免疫系統(tǒng)有關(guān)，因而優(yōu)先測序。(Expressed sequence tag) 測序EST是一種重要的基因組圖分子標(biāo)記,以EST為探針很容易從 cDNA文庫中篩選全基因,又可從BAC克隆中找到其基因組的基因序列。3、瀏覽測序：粗略分析初步測序結(jié)果，從中尋找基因編碼順序的方法。 八、名詞解釋1) BA

18、C 末端序列(BAC-end sequenced) 一個(gè)BAC克隆插入片段兩端的已測序的序列,不包括內(nèi)部順序. 可用于確定BAC的排列方向以及重疊群(contig)在支架(scaffold)中的排列方向.2) 重疊群(contig) 一群相互重疊的克隆或DNA順序,可以是草圖順序或精確順序(finished), 包括連續(xù)的(內(nèi)部無間隙)或不連續(xù)的(內(nèi)部含間隙)DNA順序,未錨定到染色體上.3) 草圖順序(draft sequence) 人類基因組測序計(jì)劃定義為經(jīng)Phred Q20軟件認(rèn)可覆蓋測序克隆片段3-4倍的DNA順序. 含間隙或無間隙, 排列方向和位置未定.4) 精確順序(finishe

19、d sequence) 順序差錯(cuò)率(錯(cuò)誤堿基數(shù))低于%的DNA序列, 排列方向確定,內(nèi)部不含間隙, 一般測序覆蓋率在8-10個(gè)單倍體基因組5) 支架(scaffold) 一組已錨定在染色體上的重疊群, 內(nèi)部含間隙或不含間隙. 九、幾種生物的測序方法： 大腸桿菌基因組測序圖位法; 流感嗜血桿菌基因組測序鳥槍法; 果蠅基因組測序鳥槍法; 人類基因組測序圖位法和鳥槍法; 水稻基因組測序 圖位法和鳥槍法。第五章一、內(nèi)含子出現(xiàn)的問題：內(nèi)含子的出現(xiàn)給計(jì)算機(jī)判讀基因帶來不少問題，對ORF掃描的基本程序的編寫要考慮以下幾個(gè)問題：1）密碼子偏好；編碼同一氨基酸的不同密碼子稱為同義密碼，其差別僅在密碼子的第3位堿

20、基不同。特定種屬有特征性的密碼子偏愛，這些序列在編碼區(qū)常常出現(xiàn)，非編碼區(qū)只保持平均的堿基分布水平。 2）外顯子內(nèi)含子邊界；上游外顯子-內(nèi)含子邊界序列是判斷是否為編碼序列之一；但常有例外，導(dǎo)致判讀程序編寫有一定困難。3）上游調(diào)控序列。幾乎所有基因上游都有調(diào)控序列，它們可與DNA結(jié)合蛋白作用，控制基因表達(dá)，調(diào)控序列有明顯的特點(diǎn)。 二、同源基因查詢：通過已存入數(shù)據(jù)庫中的基因序列與待查的基因組序列進(jìn)行比較，從中查找可與之匹配的堿基序列及其比例，用于界定基因的方法稱為同源查詢。1）同源性(homology)基因系指起源于同一祖先但序列已經(jīng)發(fā)生變異的基因成員。分布在不同物種間的同源基因又稱直向同源基因。同

21、一物種的同源基因則稱共生同源基因, 水平基因重復(fù)后趨異產(chǎn)生。 基因同源性只有“是”和“非”的區(qū)別, 無所謂百分比.2) 一致性(identity)：指同源DNA順序的同一堿基位置的相同的堿基成員, 或者蛋白質(zhì)的同一氨基酸位置的相同的氨基酸成員, 可用百分比表示.3) 相似性(similarity)：指同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例?？扇〈被嵯抵妇哂邢嗤再|(zhì)如極性氨基酸或非極性氨基酸的成員, 它們之間的代換不影響蛋白質(zhì)(或酶)的生物學(xué)功能。 三、實(shí)驗(yàn)確認(rèn)基因1、Northern雜交確認(rèn)DNA片段是否含有表達(dá)序列 2、EST或cDNA指認(rèn)基因 3、獲取基因全長cD

22、NA序列 4、確定DNA順序中基因的位置 四、計(jì)算機(jī)預(yù)測基因功能原理：主要依據(jù)同源性比較，同源性反應(yīng)出進(jìn)化關(guān)系。 方法：既存數(shù)據(jù)庫的比較分析。分析的基礎(chǔ)是:如果一個(gè)新測序的基因與另一個(gè)原來已測序的基因相似，那么就揭示他們可能有進(jìn)化上的關(guān)系，并且新基因的功能很可能與已知基因的功能相同，或至少是相似。同一物種或不同物種中具有相同結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)可將其劃歸在同一蛋白質(zhì)家族。 五、基因功能檢測方法： 1、過表達(dá)2、高通量：轉(zhuǎn)座子路線、隨機(jī)插入法六、目前已發(fā)現(xiàn)兩種RNAi抑制靶基因表達(dá)的現(xiàn)象:1) siRNA: 小分子干擾RNA, 主要產(chǎn)生于雙鏈RNA分子, 在細(xì)胞內(nèi)它們被切成短鏈RNA,然后與靶mRNA

23、序列結(jié)合,導(dǎo)致mRNA的進(jìn)一步降解。2) miRNA: 微小干擾RNA(一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA), 主要來自mRNA鏈內(nèi)配對產(chǎn)生的雙鏈RNA，在細(xì)胞內(nèi)它們被切成短鏈RNA，然后與靶mRNA序列結(jié)合,使mRNA的翻譯受阻或使mRNA降解。第一章一、基因組1、基因組：生物所具有的攜帶遺傳信息的遺傳物質(zhì)的總和,是指生物細(xì)胞中所有的DNA，包括所有的基因和基因間區(qū)域。2、基因組學(xué)：指以分子生物學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為研究手段，以生物體內(nèi)全部基因?yàn)檠芯繉ο?，在全基因背景下和整體水平上探索生命活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律及其內(nèi)外環(huán)境影響機(jī)制的科學(xué)。 基因組學(xué)包括3個(gè)不同的亞領(lǐng)域結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(s

24、tructural genomics) ：以全基因組測序?yàn)槟繕?biāo)功能基因組學(xué)(functional genomics)：以基因功能鑒定為目標(biāo) 比較基因組學(xué)(xxparative genomics) 二、基因組序列復(fù)雜性1、C值是指一個(gè)單倍體基因組中DNA的總量，以基因組的堿基對來表示。每個(gè)細(xì)胞中以皮克(pg，10-12g)水平表示。C 值悖理：指基因內(nèi)部被一個(gè)或更多不翻譯的編碼順序即內(nèi)含子所隔裂。 3、異常結(jié)構(gòu)基因分類重疊基因：編碼序列彼此重疊的基因，含有不同蛋白質(zhì)的編碼序列。 基因內(nèi)基因:一個(gè)基因的內(nèi)含子中包含其他基因。反義基因: 與已知基因編碼序列互補(bǔ)的的負(fù)鏈編碼基因，參與基因的表達(dá)調(diào)控，可

25、以干擾靶基因mRNA轉(zhuǎn)錄與翻譯。4、假基因：功能基因但已失去活性或者改變原來活性功能的DNA序列. 四、基因組特征比較真核生物基因組的特征 ：復(fù)雜性較高的生物基因組結(jié)構(gòu)松弛，在整個(gè)基因組范圍內(nèi)分布大量重復(fù)順序；含有大量數(shù)目不等的線性DNA分子，并且，每個(gè)長鏈DNA都與蛋白質(zhì)組成染色體結(jié)構(gòu)； 含有細(xì)胞器基因組原核生物基因組的特征 :原核生物基因數(shù)目比真核生物少，大小在5 Mb以下; 原核生物基因組結(jié)構(gòu)更緊湊;第二章一、為何要繪制遺傳圖與物理圖？1)基因組太大,必需分散測序,然后將分散的順序按原來位置組裝,需要圖譜進(jìn)行指導(dǎo)。 2)基因組存在大量重復(fù)順序,會(huì)干擾排序,因此要高密度基因組圖。 3)遺傳

26、圖和物理圖各有優(yōu)缺點(diǎn),必須相互整合校正。 二、基因組測序方法、原理及特點(diǎn)：1. 克隆重疊群法：先構(gòu)建遺傳圖，再利用幾套高度覆蓋的大片段基因組文庫獲得精細(xì)的物理圖，選擇合適的BAC或PAC克隆測序，利用計(jì)算機(jī)拼裝。BAC內(nèi)的空洞基本上都可以利用設(shè)計(jì)引物等手段填補(bǔ)，形成一條完整的BAC序列。然后相互關(guān)聯(lián)、部分重疊的BAC克隆連成一個(gè)大的重疊群。優(yōu)點(diǎn)：通過這種方法得到的基因組數(shù)據(jù)是最為準(zhǔn)確和精細(xì)的數(shù)據(jù)，也是基因組測序的最終目標(biāo)。 缺點(diǎn)：該方法的技術(shù)難度較高，尤其大片段基因組文庫和精細(xì)物理圖構(gòu)建是技術(shù)性極強(qiáng)的工作；此外，費(fèi)用相對于鳥槍法要稍高一些，完成整個(gè)基因組測序周期也要長些。2. 全基因組鳥槍法：

27、是隨機(jī)先將整個(gè)基因組打碎成小片段進(jìn)行測序，最終利用計(jì)算機(jī)根據(jù)序列之間的重疊關(guān)系進(jìn)行排序和組裝，并確定它們在基因組中的正確位置。 優(yōu)點(diǎn)：速度快，簡單易行，成本較低，可以在較短的時(shí)間內(nèi)通過集中機(jī)器和人力的方法獲得大量的基因片斷。缺點(diǎn)：最終排序結(jié)果的拼接組裝比較困難，尤其在部分重復(fù)序列較高的地方難度較大。此外有許多序列片段難以定位在確切的染色體上，成為游離片斷；同時(shí)又會(huì)有許多地方于沒有足夠的覆蓋率而形成空缺。這些缺陷最終導(dǎo)致整個(gè)基因圖會(huì)留下大量的空洞，也影響其準(zhǔn)確度。 三、遺傳圖與物理圖遺傳作圖：采用遺傳學(xué)分析方法將基因或其它DNA序列標(biāo)定在染色體上構(gòu)建連鎖圖。此方法包括雜交實(shí)驗(yàn)，家系分析。遺傳圖距

28、單位為厘摩(cM), 每單位厘摩定義為1%交換率。 物理作圖：采用分子生物學(xué)技術(shù)直接將DNA分子標(biāo)記、基因或克隆標(biāo)定在基因組實(shí)際位置。物理圖的距離依作圖方法而異，如輻射雜種作圖的計(jì)算單位為厘鐳(cR), 限制性片段作圖與克隆作圖的圖距為DNA的分子長度，即堿基對(bp, kb)。 基因是首先被使用的標(biāo)記：基因十分有限，大量的基因間隔區(qū) DNA標(biāo)記必須有等位型才是有用的 四、遺傳圖標(biāo)記及特點(diǎn)：1.限制性片段長度多態(tài)性同一物種的亞種、品系或個(gè)體間基因組DNA 受到同一種限制性內(nèi)切酶作用而形成不同的酶切圖譜的現(xiàn)象，第一代分子標(biāo)記。 特點(diǎn)：1) 處于染色體上的位置相對固定; 2) 同一親本及其子代相同

29、位點(diǎn)上的多態(tài)性片段特征不變; 3) 同一凝膠電泳可顯示等位區(qū)段不同多態(tài)性片段, 表現(xiàn)為共顯性(可鑒定純合子和雜合子); 4) 需要用Southern雜交檢測顯示。2. 簡單序列長度多態(tài)性第二代分子標(biāo)記SSR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：在基因組中隨機(jī)分布，檢測的多態(tài)性頻率高；PCR特異引物，重復(fù)性好共顯性，操作相對簡單。問題是：SSR需要測序和設(shè)計(jì)引物，因而需要大量的人力、物力和時(shí)間；另外其種屬特異性強(qiáng)，開發(fā)所需的費(fèi)用高昂，因此一些實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了合作，共同開發(fā)微衛(wèi)星引物。SSR標(biāo)記的關(guān)鍵是引物的設(shè)計(jì)3. 單核苷酸多態(tài)性是指同一物種不同個(gè)體基因組DNA的等位序列上單個(gè)核苷酸存在差異的現(xiàn)象。其中最少一種在群體中的頻

30、率不小于1； 根據(jù)SNP在基因中的位置，SNP可分為：基因編碼區(qū)SNP、基因周邊SNP、基因間SNP。SNP特點(diǎn)：供體細(xì)胞釋放的一段DNA，經(jīng)受體細(xì)胞攝取后整合到基因組中，可借助抗性培養(yǎng)基篩選重組克隆。轉(zhuǎn)導(dǎo)、序列標(biāo)簽位點(diǎn)1、限制性作圖：將限制性酶切位點(diǎn)標(biāo)定在DNA分子的相對位置。方法及原理：通過比較不同限制性內(nèi)切酶切割所產(chǎn)生DNA片段大?。菏紫扔靡环N酶處理樣品后，電泳確定DNA片段的大小；然后用第二種酶處理，獲得第二組片段。最后用兩種酶混合處理，獲得第三組片段。收集上述資料進(jìn)行對比組裝：兩種酶切位點(diǎn)交替出現(xiàn)的區(qū)段用加減法確定其的相對位置。連續(xù)出現(xiàn)2個(gè)或多個(gè)相同酶切位點(diǎn)的區(qū)段，采用部分酶解法。切

31、點(diǎn)過多時(shí)可以采用末端同位素標(biāo)記結(jié)合部分酶解進(jìn)行繪圖。限制性作圖更適合于小分子。當(dāng)需要對大于50kb的基因組進(jìn)行限制性作圖時(shí)，通過選擇靶DNA分子中的稀有酶切位點(diǎn)酶可以克服限制性酶切作圖的局限性。大分子DNA分離采用特殊電泳：脈沖凝膠電泳、正交交變電場凝膠電泳2、基于克隆的基因組作圖：根據(jù)克隆的DNA片段之間的重疊序列構(gòu)建重疊群(Contig), 繪制物理連鎖圖。 常用大分子DNA克隆載體：酵母人工染色體YAC、噬菌體P1載體、細(xì)菌人工染色體BAC、P1人工染色體PAC、F黏粒。方法及原理：1、基因克隆2、構(gòu)建重疊群3、熒光原位雜交FISH：指在染色體上進(jìn)行DNA雜交，以便識別熒光標(biāo)記探針在染色

32、體上位置的方法。 4、序列標(biāo)簽位點(diǎn)作圖STS：通過PCR或分子雜交將小段DNA序列定位在基因組的DNA區(qū)段中。 三、脈沖電泳PFGE的基本原理:將一個(gè)方向不斷變換的電場，取代簡單的單一電場指紋：用不同限制性酶消化后，經(jīng)凝膠分離產(chǎn)生的條帶。 重復(fù)順序DNA指紋：將不同克隆的限制性片段電泳轉(zhuǎn)膜后，與基因組范圍分布的重復(fù)序列雜交形成的帶型。重復(fù)順序DNA PCR 或分散重復(fù)順序PCR指紋：用基因組范圍的重復(fù)序列的互補(bǔ)序列做引物，擴(kuò)增兩個(gè)重復(fù)序列之間的單一順序，得到的產(chǎn)物帶型。2、克隆指紋法的原理：如果2個(gè)克隆彼此重疊，它們一定含有相同的序列。 3、基因組范圍內(nèi)查找重疊克隆的最好方法首推克隆指紋排序。

33、4、指紋：指確定DNA樣品所具有的特定DNA片段組成，一個(gè)克隆的指紋表示了該克隆所具有的指定序列的特征，可以同其他克隆產(chǎn)生的同類指紋比較。六、STS作圖法：根據(jù)STS序列設(shè)計(jì)引物，擴(kuò)增文庫當(dāng)中的克隆，能擴(kuò)出條帶的克隆都含有序列重疊的插入子。序列標(biāo)記位點(diǎn) :指一段短的DNA序列,通常長度在100-500bp,易于識別, 在待研究的染色體或基因組中僅存有1個(gè)拷貝。因此當(dāng)2個(gè)片段含有同一STS順序時(shí)，可以確認(rèn)這兩個(gè)片段彼此重疊。合格的STS需要具備的兩個(gè)條件：1. 在染色體上的位置獨(dú)一無二；2. 序列已知，方便PCR檢測。尋找STS的方法：1）表達(dá)序列標(biāo)簽SSLP 具有多態(tài)性且通過連鎖分析進(jìn)行定位的SSLP很有價(jià)值，可以建立遺傳圖與物理圖之間的聯(lián)系； 3）隨機(jī)基因組順序?？赏ㄟ^對克隆的基因組DNA隨機(jī)測序獲得，或者從數(shù)據(jù)庫中尋找。七、熒光原位雜交：指在染色體上進(jìn)行DNA雜交，以便識別熒光標(biāo)記探針在染色體上位置的方法。八、作圖試劑放射雜交 2）克隆文庫輻射雜種1、雙脫氧鏈終止法，是通過合成與單鏈DNA互補(bǔ)的多核苷酸鏈來讀取待測DNA分子的順序?；驹? 通過合成與單鏈DNA互補(bǔ)的多核苷酸鏈，于合成的互補(bǔ)鏈可在