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基因组分析方法

发布时间:2022-07-14 13:56:49

㈠ 基因组注释分析主要包括哪些内容

基因组注释分析主要包括哪些内容
基因组注释包括以下方面的内容:

(1) 重复序列的预测。通过比对已知的重复序列数据库,找出序列中包含的重复序列,识别类型并转化为N或者X,统计各种类型重复序列的分布。

(2) 编码基因的预测。通过将转录组或EST数据比对到拼接后的基因组序列上,找出编码基因位置,预测编码基因结构。或者通过专业的外显子预测软件,预测编码基因的外显子结构。

(3) 小RNA基因的预测。通过比对已知的小RNA的数据库,或者通过生物信息(bioinformation)学软件预测,找出这些小RNA基因,并进行分类。

(4) 调控序列和假基因的预测。

基因功能的注释,使用的数据库包括NT/NR, SwissProt/TrEMbl, InterPro, KEGG, COG, Gene ontology等,使用比对的方法,如blast,找出同源相近的基因,并注释功能。

㈡ 全基因组测序数据获取后应该怎么分析

宏基因组是指特定环境中全部生物(微生物)遗传物质的总和。宏基因组测序是利用高通量测序技术对环境样品中全部微生物的基因组进行测定,以获得单个样品的饱和数据量,可进行微生物群体的基因组成及功能注释,微生物群体的物种分类,多样性分析,群落结构分析,样品间的物种或基因差异以及物种间的代谢网络研究,探索微生物与环境及宿主之间的关系,发掘和研究新的具有特定功能的基因等。与传统方法相比,基于高通量测序的宏基因组研究无需构建克隆文库,这避免了文库构建过程中利用宿主菌对样品进行克隆而引起的系统偏差,简化了实验操作,提高了测序效率。此外,宏基因组测序研究摆脱了微生物分离纯培养的限制,扩展了微生物资源的利用空间,为环境微生物群落的研究提供了有效工具。通过宏基因组深度测序可以揭示或估计环境中真实的物种多样性和遗传多样性,挖掘具有应用价值的基因资源,应用于开发新的微生物活性物质,为研究和开发新的微生物活性物质提供有力支持。技术流程生物信息分析1.原始数据整理、过滤及质量评估2.基于物种丰度分析:?物种丰度列表?稀释曲线3.基于物种丰度分析:?丰度分布曲线图?生物多样性指数(α多样性)列表?物种丰度差异性分析列表?多样品物种分布柱图?丰度差异物种聚类分析?PCA图?Krona图4.基因丰度列表:?提取基因分级注释丰度列表(KO、NOG、subsystem)?功能基因列表?生成venn图?基因丰度差异性分析列表?丰度差异基因聚类分析?富集分析(KO)样品要求1、样品采集:样品采集条件的一致是最为重要的环节,严格按照采样标准采样,采样后立即封存样品冷冻保存。2、样品DNA:环境因素异常复杂,许多物质或抑制因子影响后续PCR、测序文库构建和序列测定,常规提取方法不一定适合,建议采用专用试剂盒提取。DNA浓度≥20ng/μl,总量≥6μg(荧光定量),并确保电泳检测无明显RNA条带,基因组条带清晰、完整;基因组DNA完全无降解;提供DNA电泳检测照片,用自封袋密封后随样品一起送样;组织样品﹥1.5g。3、样品保存期间切忌反复冻融。4、送样管务必标清样品编号,管口使用Parafilm膜密封。

什么事基因组分析技术

基因组分析技术就是在分子生物学基础上对基因进行测序分析。
传统的基因分析叫遗传分析,基因组测序能找到遗传分析所不能发现的基因组。还能发现与染色体高级结构和行为(重组、转座、复制和表达调控等)有关的信息
利用基因,人们可以改良果蔬品种,提高农作物的品质,更多的转基因植物和动物、食品将问世,人类可能在新世纪里培育出超级物作。通过控制人体的生化特性,人类将能够恢复或修复人体细胞和器官的功能,甚至改变人类的进化过程。

㈣ 基因组学技术分别应用哪些分析手段

基因组学(英文genomics),研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用,试图解决生物,医学,和工业领域的重大问题
基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural
genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional
genomics),又被称为后基因组(postgenome)研究,成为系统生物学的重要方法。
基因组学能为一些疾病提供新的诊断,治疗方法。例如,对刚诊断为乳腺癌的女性,一个名为“Oncotype
DX”的基因组测试,能用来评估病人乳腺癌复发的个体危险率以及化疗效果,这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。基因组学还被用于食品与农业部门。
基因组学的主要工具和方法包括:
生物信息学,遗传分析,基因表达测量和基因功能鉴定。
基因组学出现于1980年代,1990年代随着几个物种基因组计划的启动,基因组学取得长足发展。
相关领域是遗传学,其研究基因以及在遗传中的功能。
1980年,噬菌体Φ-X174;(5,368
碱基对)完全测序,成为第一个测定的基因组。

㈤ DNA样品的常用分析方法有哪些

DNA检测技术有很多,主要分为定性和定量方法。 给你举几个: 1,分子杂交技术,(包括southern杂交,northern杂交,基因芯片等) 分子杂交分析的基本原理是基于DNA探针检测变性而且固定在硝酸纤维素膜上的宿主细胞DNA。

㈥ 基因分析的方法

高等真核生物的基因组一般具有80 000~100 000个基因,而每一个细胞大约只表达其中的15%〔1〕。基因在不同细胞间及不同生长阶段的选择性表达决定了生命活动的多样性,如发育与分化、衰老与死亡、内环境稳定、细胞周期调控等。比较细胞间基因表达的差异为我们揭示生命活动的规律提供了依据。

由于真核细胞 mRNA 3′端一般含有 poly( a)尾,因此现有的方法基本上都是利用共同引物将不同的 mRNA反转录成 cDNA,以 cDNA为对象研究基因表达的差异。1992年 Liang等〔2〕建立了一种差异显示反转录 pCR法( differential display reverse transcription PCR, dDRT-PCR),为检测成批基因表达的差异开辟了新天地。迄今为止已出现了大量应用该技术的研究报道〔3,4〕。然而,尽管应用 dDRT-PCR方法已经取得了不少成果,而且该方法还在不断改进之中,但它仍然存在几个难以解决的问题:(1)重复率低,至少有20%的差异条带不能被准确重复〔5〕;(2)假阳性率可以高达90%〔6〕;(3)获得的差异表达序列极少包含编码信息。近年来,针对 dDRT-PCR方法的不足,又有几种新的检测差异表达基因的方法出现,现仅就这方面的进展做一简要介绍。

1.基因表达指纹( gene expression fingerprinting, gEF): gEF技术使用生物素标记的引物 bio-T13合成 cDNA第一链,用 dGTP对其进行末端加尾,再以富含 c的引物引发合成 cDNA第二链。用限制性内切酶消化双链 cDNA,以交联有抗生物素蛋白的微球捕获 cDNA3′端,以 t4DNA连接酶连接同前述内切酶相对应的适配子,并以 bio-T13及适配子中的序列作为新的引物进行特异的 pCR扩增,得到大量的特异 cDNA片段。适配子末端被32P-dATP标记后,固定于微球上的 cDNA片段经过一系列酶切,产生的酶切片段从微球表面释放出来,其中那些含有标记末端的片段经凝胶电泳后构成 mRNA指纹图谱。通过分析不同细胞间的指纹图谱就能得到差异表达的序列〔7〕。 gEF技术所需的工作量较 dDRT-PCR明显减少,由于用酶切反应替代了条件不严格的 pCR反应,其重复性也较好,假阳性率低,并且所获得的片段中包含有一定的编码信息。 gEF技术最大的缺点在于电泳技术的局限。由于它的指纹图谱要显示在同一块电泳胶上,经过几轮酶切之后常会得到1 000~2 000条电泳带,而现有的 pAGE电泳很少能分辨超过400条带,故只有15%~30%的 mRNA能够被辨认出来,因此得到的只能是高表达基因。如果希望寻找部分新基因,这是一种比较简单有效的方法;如果希望得到有关某种细胞的基因表达谱,可能比较困难;采用双向电泳技术可能会有所帮助〔8〕。

2.基因表达系统分析( serial analysis of gene expression, sAGE): sAGE法的建立基于两条理论。首先,一段来自某个转录子确定位置的核苷酸,其长度只要有9~10个 bp,就能够特异地确认该转录子。第二,对短片段标签的链接有利于在同一克隆中对多个标签测序。 sAGE也是用生物素标记的 bio-Oligo(dT)为引物合成双链 cDNA,然后以限制酶(锚定酶)进行酶切,捕获 cDNA3′端。在此处产物被分为两部分,分别与包含有 iIS型内切酶(标签酶)位点的 a、 b连接子相接。 iIS型内切酶的特点是作用位点处于识别位点之外。这样经过酶切,就有可能得到只有9~10bp的标签序列。每两个标签的钝端结合后成为 pCR的模板,以基于 a、 b连接子的引物进行 pCR反应的结果是得到了大量每条包含两个不同来源标签的序列,接下来再用锚定酶酶切、连接,就能将多个不同的标签链接在一起(大约为每条包含数十个不同来源的标签),克隆至质粒载体中后集中测序〔9,10〕。 sAGE的最终结果是通过计算机统计得到的,根据某个标签出现频率的高低来判断并计算其所属基因表达的丰度。对于在数据库中找不到对应序列的标签,还可以利用13bp的寡核苷酸探针(9bp加上锚定酶识别位点的4bp)对 cDNA文库进行筛选,以寻找新基因。 sAGE可以检测不同细胞间已知基因表达的具体差异,精确到每个细胞中大约有多少拷贝,可以建立较全面的基因表达谱,系统地分析基因表达的差异。它的缺点在于工作量非常大,有大量的测序及计算机分析任务;而且,对于寻找新基因而言,仅用长度为13bp的寡核苷酸探针筛选 cDNA文库是很不严格的,根据我们的经验,往往是假阳性结果居多。

3 . cDNA3′端限制酶切片段显示( display of 3′ end restriction fragments of cDNAs):cDNA3′端 rFD利用带有“踵”结构的锚定 oligo(dT)引物合成 cDNA第一链,以 okayama和 berg的置换法合成 cDNA第二链,然后将双链 cDNA以限制酶消化。本方法的适配子由 a1和 a2两条寡核苷酸构成,其序列与所用限制酶识别位点相符合,先将 a2的5′端磷酸化,再加入 a1退火,就会形成一个 y型结构;把 y型适配子与酶切后的 cDNA片段相连接,以适配子及锚定引物中所含序列为特异引物进行 pCR反应,则只有 cDNA3′末端的一段被扩增出来,这时的产物可用凝胶电泳表示出来构成差异表达图谱。对于每次切割6bp的限制酶来说,每种大概只能切割8%的 cDNA,因此至少需要12种以上的限制酶才能使所有 cDNA都显示出来〔11〕。 cDNA3′端 rFD与 gEF的思路比较相似,由于它利用多种限制酶进行酶切,因此不会象 gEF因凝胶电泳分辨率不够而漏掉信息。它的重复性较好,假阳性率低,尤其是对于已知基因,可以根据选择内切酶的作用位点确定该基因在凝胶电泳中的位置并判断其含量,从而避免了进一步的分析。对于精力有限的研究人员,这可能是个值得一试的方法。 cDNA3′端 rFD方法也存在一些和 dDRT-PCR相类似的缺点,它得到的片段中包含的编码信息比较少,需要多花一些时间对所得到的差异条带进一步分析。

4.分子指数的 rNA指纹( rNA fingerprinting by molecular indexing, mI):MI是一种能够较好地显示 mRNA中编码序列的方法。它利用Ⅱ s型内切酶的作用位点在识别位点之外可以形成一个4bp的突出端的特点,设计43共64种(最外侧一个核苷酸随机)适配子,使得获取编码序列片段成为可能。首先是以常规方法合成双链 cDNA,用Ⅱ类限制酶进行酶切后连接5′端磷酸化的相应适配子,再以Ⅱ s类

㈦ 如何用基因组学的方法定位一个突变基因

基因组(GENOME)一词是1920年Winkles从GENes和chromosOEs铸成的,用于描述生物的全部基因和染色体组成的概念。

1986年美国科学家Thomas Roderick提出了基因组学(Genomics),指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录本图谱),核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学。因此,基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional

genomics),又被称为后基因组(postgenome)研究。

功能基因组学(Functuional genomics)又往往被称为后基因组学(Postgenomics),它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质得研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等。采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析,新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析(serial analysis of gene

expression,SAGE),cDNA微阵列(cDNA microarray),DNA 芯片(DNA chip)等。

结构基因组学是基因组学的一个重要组成部分和研究领域,是一门通过基因组作图、核苷酸序列分析确定基因组成、基因定位的科学。

功能基因组学是利用结构基因组所提供的信息,发展和应用新的实验手段,通过在基因组水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因转向多个基因或蛋白质的研究同时进行系统研究的科学。

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