㈠ 基因組注釋分析主要包括哪些內容
基因組注釋分析主要包括哪些內容
基因組注釋包括以下方面的內容:
(1) 重復序列的預測。通過比對已知的重復序列資料庫,找出序列中包含的重復序列,識別類型並轉化為N或者X,統計各種類型重復序列的分布。
(2) 編碼基因的預測。通過將轉錄組或EST數據比對到拼接後的基因組序列上,找出編碼基因位置,預測編碼基因結構。或者通過專業的外顯子預測軟體,預測編碼基因的外顯子結構。
(3) 小RNA基因的預測。通過比對已知的小RNA的資料庫,或者通過生物信息(bioinformation)學軟體預測,找出這些小RNA基因,並進行分類。
(4) 調控序列和假基因的預測。
基因功能的注釋,使用的資料庫包括NT/NR, SwissProt/TrEMbl, InterPro, KEGG, COG, Gene ontology等,使用比對的方法,如blast,找出同源相近的基因,並注釋功能。
㈡ 全基因組測序數據獲取後應該怎麼分析
宏基因組是指特定環境中全部生物(微生物)遺傳物質的總和。宏基因組測序是利用高通量測序技術對環境樣品中全部微生物的基因組進行測定,以獲得單個樣品的飽和數據量,可進行微生物群體的基因組成及功能注釋,微生物群體的物種分類,多樣性分析,群落結構分析,樣品間的物種或基因差異以及物種間的代謝網路研究,探索微生物與環境及宿主之間的關系,發掘和研究新的具有特定功能的基因等。與傳統方法相比,基於高通量測序的宏基因組研究無需構建克隆文庫,這避免了文庫構建過程中利用宿主菌對樣品進行克隆而引起的系統偏差,簡化了實驗操作,提高了測序效率。此外,宏基因組測序研究擺脫了微生物分離純培養的限制,擴展了微生物資源的利用空間,為環境微生物群落的研究提供了有效工具。通過宏基因組深度測序可以揭示或估計環境中真實的物種多樣性和遺傳多樣性,挖掘具有應用價值的基因資源,應用於開發新的微生物活性物質,為研究和開發新的微生物活性物質提供有力支持。技術流程生物信息分析1.原始數據整理、過濾及質量評估2.基於物種豐度分析:?物種豐度列表?稀釋曲線3.基於物種豐度分析:?豐度分布曲線圖?生物多樣性指數(α多樣性)列表?物種豐度差異性分析列表?多樣品物種分布柱圖?豐度差異物種聚類分析?PCA圖?Krona圖4.基因豐度列表:?提取基因分級注釋豐度列表(KO、NOG、subsystem)?功能基因列表?生成venn圖?基因豐度差異性分析列表?豐度差異基因聚類分析?富集分析(KO)樣品要求1、樣品採集:樣品採集條件的一致是最為重要的環節,嚴格按照采樣標准采樣,采樣後立即封存樣品冷凍保存。2、樣品DNA:環境因素異常復雜,許多物質或抑制因子影響後續PCR、測序文庫構建和序列測定,常規提取方法不一定適合,建議採用專用試劑盒提取。DNA濃度≥20ng/μl,總量≥6μg(熒光定量),並確保電泳檢測無明顯RNA條帶,基因組條帶清晰、完整;基因組DNA完全無降解;提供DNA電泳檢測照片,用自封袋密封後隨樣品一起送樣;組織樣品﹥1.5g。3、樣品保存期間切忌反復凍融。4、送樣管務必標清樣品編號,管口使用Parafilm膜密封。
㈢ 什麼事基因組分析技術
基因組分析技術就是在分子生物學基礎上對基因進行測序分析。
傳統的基因分析叫遺傳分析,基因組測序能找到遺傳分析所不能發現的基因組。還能發現與染色體高級結構和行為(重組、轉座、復制和表達調控等)有關的信息
利用基因,人們可以改良果蔬品種,提高農作物的品質,更多的轉基因植物和動物、食品將問世,人類可能在新世紀里培育出超級物作。通過控制人體的生化特性,人類將能夠恢復或修復人體細胞和器官的功能,甚至改變人類的進化過程。
㈣ 基因組學技術分別應用哪些分析手段
基因組學(英文genomics),研究生物基因組和如何利用基因的一門學問。用於概括涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學分支。該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用,試圖解決生物,醫學,和工業領域的重大問題
基因組研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural
genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functional
genomics),又被稱為後基因組(postgenome)研究,成為系統生物學的重要方法。
基因組學能為一些疾病提供新的診斷,治療方法。例如,對剛診斷為乳腺癌的女性,一個名為「Oncotype
DX」的基因組測試,能用來評估病人乳腺癌復發的個體危險率以及化療效果,這有助於醫生獲得更多的治療信息並進行個性化醫療。基因組學還被用於食品與農業部門。
基因組學的主要工具和方法包括:
生物信息學,遺傳分析,基因表達測量和基因功能鑒定。
基因組學出現於1980年代,1990年代隨著幾個物種基因組計劃的啟動,基因組學取得長足發展。
相關領域是遺傳學,其研究基因以及在遺傳中的功能。
1980年,噬菌體Φ-X174;(5,368
鹼基對)完全測序,成為第一個測定的基因組。
㈤ DNA樣品的常用分析方法有哪些
DNA檢測技術有很多,主要分為定性和定量方法。 給你舉幾個: 1,分子雜交技術,(包括southern雜交,northern雜交,基因晶元等) 分子雜交分析的基本原理是基於DNA探針檢測變性而且固定在硝酸纖維素膜上的宿主細胞DNA。
㈥ 基因分析的方法
高等真核生物的基因組一般具有80 000~100 000個基因,而每一個細胞大約只表達其中的15%〔1〕。基因在不同細胞間及不同生長階段的選擇性表達決定了生命活動的多樣性,如發育與分化、衰老與死亡、內環境穩定、細胞周期調控等。比較細胞間基因表達的差異為我們揭示生命活動的規律提供了依據。
由於真核細胞 mRNA 3′端一般含有 poly( a)尾,因此現有的方法基本上都是利用共同引物將不同的 mRNA反轉錄成 cDNA,以 cDNA為對象研究基因表達的差異。1992年 Liang等〔2〕建立了一種差異顯示反轉錄 pCR法( differential display reverse transcription PCR, dDRT-PCR),為檢測成批基因表達的差異開辟了新天地。迄今為止已出現了大量應用該技術的研究報道〔3,4〕。然而,盡管應用 dDRT-PCR方法已經取得了不少成果,而且該方法還在不斷改進之中,但它仍然存在幾個難以解決的問題:(1)重復率低,至少有20%的差異條帶不能被准確重復〔5〕;(2)假陽性率可以高達90%〔6〕;(3)獲得的差異表達序列極少包含編碼信息。近年來,針對 dDRT-PCR方法的不足,又有幾種新的檢測差異表達基因的方法出現,現僅就這方面的進展做一簡要介紹。
1.基因表達指紋( gene expression fingerprinting, gEF): gEF技術使用生物素標記的引物 bio-T13合成 cDNA第一鏈,用 dGTP對其進行末端加尾,再以富含 c的引物引發合成 cDNA第二鏈。用限制性內切酶消化雙鏈 cDNA,以交聯有抗生物素蛋白的微球捕獲 cDNA3′端,以 t4DNA連接酶連接同前述內切酶相對應的適配子,並以 bio-T13及適配子中的序列作為新的引物進行特異的 pCR擴增,得到大量的特異 cDNA片段。適配子末端被32P-dATP標記後,固定於微球上的 cDNA片段經過一系列酶切,產生的酶切片段從微球表面釋放出來,其中那些含有標記末端的片段經凝膠電泳後構成 mRNA指紋圖譜。通過分析不同細胞間的指紋圖譜就能得到差異表達的序列〔7〕。 gEF技術所需的工作量較 dDRT-PCR明顯減少,由於用酶切反應替代了條件不嚴格的 pCR反應,其重復性也較好,假陽性率低,並且所獲得的片段中包含有一定的編碼信息。 gEF技術最大的缺點在於電泳技術的局限。由於它的指紋圖譜要顯示在同一塊電泳膠上,經過幾輪酶切之後常會得到1 000~2 000條電泳帶,而現有的 pAGE電泳很少能分辨超過400條帶,故只有15%~30%的 mRNA能夠被辨認出來,因此得到的只能是高表達基因。如果希望尋找部分新基因,這是一種比較簡單有效的方法;如果希望得到有關某種細胞的基因表達譜,可能比較困難;採用雙向電泳技術可能會有所幫助〔8〕。
2.基因表達系統分析( serial analysis of gene expression, sAGE): sAGE法的建立基於兩條理論。首先,一段來自某個轉錄子確定位置的核苷酸,其長度只要有9~10個 bp,就能夠特異地確認該轉錄子。第二,對短片段標簽的鏈接有利於在同一克隆中對多個標簽測序。 sAGE也是用生物素標記的 bio-Oligo(dT)為引物合成雙鏈 cDNA,然後以限制酶(錨定酶)進行酶切,捕獲 cDNA3′端。在此處產物被分為兩部分,分別與包含有 iIS型內切酶(標簽酶)位點的 a、 b連接子相接。 iIS型內切酶的特點是作用位點處於識別位點之外。這樣經過酶切,就有可能得到只有9~10bp的標簽序列。每兩個標簽的鈍端結合後成為 pCR的模板,以基於 a、 b連接子的引物進行 pCR反應的結果是得到了大量每條包含兩個不同來源標簽的序列,接下來再用錨定酶酶切、連接,就能將多個不同的標簽鏈接在一起(大約為每條包含數十個不同來源的標簽),克隆至質粒載體中後集中測序〔9,10〕。 sAGE的最終結果是通過計算機統計得到的,根據某個標簽出現頻率的高低來判斷並計算其所屬基因表達的豐度。對於在資料庫中找不到對應序列的標簽,還可以利用13bp的寡核苷酸探針(9bp加上錨定酶識別位點的4bp)對 cDNA文庫進行篩選,以尋找新基因。 sAGE可以檢測不同細胞間已知基因表達的具體差異,精確到每個細胞中大約有多少拷貝,可以建立較全面的基因表達譜,系統地分析基因表達的差異。它的缺點在於工作量非常大,有大量的測序及計算機分析任務;而且,對於尋找新基因而言,僅用長度為13bp的寡核苷酸探針篩選 cDNA文庫是很不嚴格的,根據我們的經驗,往往是假陽性結果居多。
3 . cDNA3′端限制酶切片段顯示( display of 3′ end restriction fragments of cDNAs):cDNA3′端 rFD利用帶有「踵」結構的錨定 oligo(dT)引物合成 cDNA第一鏈,以 okayama和 berg的置換法合成 cDNA第二鏈,然後將雙鏈 cDNA以限制酶消化。本方法的適配子由 a1和 a2兩條寡核苷酸構成,其序列與所用限制酶識別位點相符合,先將 a2的5′端磷酸化,再加入 a1退火,就會形成一個 y型結構;把 y型適配子與酶切後的 cDNA片段相連接,以適配子及錨定引物中所含序列為特異引物進行 pCR反應,則只有 cDNA3′末端的一段被擴增出來,這時的產物可用凝膠電泳表示出來構成差異表達圖譜。對於每次切割6bp的限制酶來說,每種大概只能切割8%的 cDNA,因此至少需要12種以上的限制酶才能使所有 cDNA都顯示出來〔11〕。 cDNA3′端 rFD與 gEF的思路比較相似,由於它利用多種限制酶進行酶切,因此不會象 gEF因凝膠電泳解析度不夠而漏掉信息。它的重復性較好,假陽性率低,尤其是對於已知基因,可以根據選擇內切酶的作用位點確定該基因在凝膠電泳中的位置並判斷其含量,從而避免了進一步的分析。對於精力有限的研究人員,這可能是個值得一試的方法。 cDNA3′端 rFD方法也存在一些和 dDRT-PCR相類似的缺點,它得到的片段中包含的編碼信息比較少,需要多花一些時間對所得到的差異條帶進一步分析。
4.分子指數的 rNA指紋( rNA fingerprinting by molecular indexing, mI):MI是一種能夠較好地顯示 mRNA中編碼序列的方法。它利用Ⅱ s型內切酶的作用位點在識別位點之外可以形成一個4bp的突出端的特點,設計43共64種(最外側一個核苷酸隨機)適配子,使得獲取編碼序列片段成為可能。首先是以常規方法合成雙鏈 cDNA,用Ⅱ類限制酶進行酶切後連接5′端磷酸化的相應適配子,再以Ⅱ s類
㈦ 如何用基因組學的方法定位一個突變基因
基因組(GENOME)一詞是1920年Winkles從GENes和chromosOEs鑄成的,用於描述生物的全部基因和染色體組成的概念。
1986年美國科學家Thomas Roderick提出了基因組學(Genomics),指對所有基因進行基因組作圖(包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉錄本圖譜),核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一門科學。因此,基因組研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functional
genomics),又被稱為後基因組(postgenome)研究。
功能基因組學(Functuional genomics)又往往被稱為後基因組學(Postgenomics),它利用結構基因組所提供的信息和產物,發展和應用新的實驗手段,通過在基因組或系統水平上全面分析基因的功能,使得生物學研究從對單一基因或蛋白質得研究轉向多個基因或蛋白質同時進行系統的研究。這是在基因組靜態的鹼基序列弄清楚之後轉入對基因組動態的生物學功能學研究。研究內容包括基因功能發現、基因表達分析及突變檢測。基因的功能包括:生物學功能,如作為蛋白質激酶對特異蛋白質進行磷酸化修飾;細胞學功能,如參與細胞間和細胞內信號傳遞途徑;發育上功能,如參與形態建成等。採用的手段包括經典的減法雜交,差示篩選,cDNA代表差異分析以及mRNA差異顯示等,但這些技術不能對基因進行全面系統的分析,新的技術應運而生,包括基因表達的系統分析(serial analysis of gene
expression,SAGE),cDNA微陣列(cDNA microarray),DNA 晶元(DNA chip)等。
結構基因組學是基因組學的一個重要組成部分和研究領域,是一門通過基因組作圖、核苷酸序列分析確定基因組成、基因定位的科學。
功能基因組學是利用結構基因組所提供的信息,發展和應用新的實驗手段,通過在基因組水平上全面分析基因的功能,使得生物學研究從對單一基因轉向多個基因或蛋白質的研究同時進行系統研究的科學。