物理图绘制基因组学概论
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基因组学第2章
AFLP技术是基于PCR反应的一种选择性扩 增限制性片段的方法。 基因组DNA经限制性内切酶酶切后，产生分 子量大小不同的限制性片段。使用特定的双 链接头(adaptor)与酶切DNA片段连接作为扩 增反应的模板. 用含有选择性碱基的引物对模 板DNA进行扩增, 只有那些与引物的选择性 碱基相匹配的限制性片段才可被扩增。
在单个基因或整个基因组中SNP 的分布 不均匀，在非转录序列中要多于转录序 列，而且在转录区也是非同义突变的频 率比同义突变的频率低得多。
Preselective Amplification
Primers used in this step consist of a core sequence, an enzyme specific sequence and a selective single-base extension at the 3’-end. The sequences of the adapters and restriction sites serve as primer binding sites for the “preselective PCR amplification.”
多态性频率高
分布比较均匀
共显性标记 检测方法简单，重复性好
(五) Multiplex assay of SSR
Over three markers can be copied at once Sensitivities to small amount of DNA Different fluorescent dyes used to distinguish alleles with overlapping size ranges
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在单个基因或整个基因组中SNP 的分布 不均匀，在非转录序列中要多于转录序 列，而且在转录区也是非同义突变的频 率比同义突变的频率低得多。
Preselective Amplification
Primers used in this step consist of a core sequence, an enzyme specific sequence and a selective single-base extension at the 3’-end. The sequences of the adapters and restriction sites serve as primer binding sites for the “preselective PCR amplification.”
多态性频率高
分布比较均匀
共显性标记 检测方法简单，重复性好
(五) Multiplex assay of SSR
Over three markers can be copied at once Sensitivities to small amount of DNA Different fluorescent dyes used to distinguish alleles with overlapping size ranges
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4结构基因组学讲述
• 一个生物体基因组的最终图就是它的全部DNA序 列
结构基因组学主要任务
基因组作图
遗传图谱（连锁图谱） 物理图谱 转录图谱 序列图谱（分子水平的物理图谱）
遗传图谱
遗传图谱（连锁图谱）
• 概念：指基因或分子标记在染色体上的相对 位置与遗传距离，用厘摩（cM）表示。
• cM含义：1cM的遗传距离表示在100个配子中 有1个重组子。在哺乳动物中，遗传图谱上 1cM的距离大约相当于物理图谱上1000000 bp。
Pro Glu Glu ••• ••• CCT GAG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• •••
Pro Val Glu
••• ••• CCT GTG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• •••
PCR-RFLP
×MstⅡ酶切位点消失
❖ 优点：不受环境影响 ❖ 缺点：数量少、费力、费时、对生物体的生
（3）生化标记
❖ 又称蛋白质标记，就是利用蛋白质的多态
性作为遗传标记。如同工酶 ❖ 优点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数量较多，受环境影响小 ❖ 缺点：受发育时间的影响、有组织特异性
、只反映基因编码区的信息
夏腊梅同工酶谱照片
（4）DNA分子标记
简称分子标记，以DNA序列的多态性作为遗传标记 随着分子生物学的发展，相继建立了RFLP、TRS、SNP 等多种分子遗传标记检测技术，开创了遗传标记研究 的新阶段。 优点：
在染色体上构建连锁图。 • 什么是遗传标记？ • 有可以识别的标记，才能确定目标的方位及彼
此之间的相对位置。
• 遗传图谱：通过遗传重组所得到的基因线性排列 图称为遗传连锁图。它是通过计算连锁的遗传标 记之间的重组频率,确定它们的相对距离（cM)。
结构基因组学主要任务
基因组作图
遗传图谱（连锁图谱） 物理图谱 转录图谱 序列图谱（分子水平的物理图谱）
遗传图谱
遗传图谱（连锁图谱）
• 概念：指基因或分子标记在染色体上的相对 位置与遗传距离，用厘摩（cM）表示。
• cM含义：1cM的遗传距离表示在100个配子中 有1个重组子。在哺乳动物中，遗传图谱上 1cM的距离大约相当于物理图谱上1000000 bp。
Pro Glu Glu ••• ••• CCT GAG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• •••
Pro Val Glu
••• ••• CCT GTG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• •••
PCR-RFLP
×MstⅡ酶切位点消失
❖ 优点：不受环境影响 ❖ 缺点：数量少、费力、费时、对生物体的生
（3）生化标记
❖ 又称蛋白质标记，就是利用蛋白质的多态
性作为遗传标记。如同工酶 ❖ 优点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数量较多，受环境影响小 ❖ 缺点：受发育时间的影响、有组织特异性
、只反映基因编码区的信息
夏腊梅同工酶谱照片
（4）DNA分子标记
简称分子标记，以DNA序列的多态性作为遗传标记 随着分子生物学的发展，相继建立了RFLP、TRS、SNP 等多种分子遗传标记检测技术，开创了遗传标记研究 的新阶段。 优点：
在染色体上构建连锁图。 • 什么是遗传标记？ • 有可以识别的标记，才能确定目标的方位及彼
此之间的相对位置。
• 遗传图谱：通过遗传重组所得到的基因线性排列 图称为遗传连锁图。它是通过计算连锁的遗传标 记之间的重组频率,确定它们的相对距离（cM)。
基因组学__遗传作图物理图PPT演示课件
基本概念
基因组（Genome）：一个生物体、细胞器或病毒的 整套基因和染色体组成，即全部基因的总称（包括 所有的编码区和非编码区）
基因组学（Genomics）：以基因组分析为手段，对 所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因 定位、时序表达模式和基因功能分析的一门科学。
分子遗传学的分支学科 提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息 生命科学的前沿和热点领域
……
中
13
基本概念
蛋白质组学：
蛋白质组(Proteome)：在一种细胞内存在的全部蛋 白质。
蛋白质组学：研究细胞内所有蛋白质及其动态变化 规律的科学。
功能蛋白质组(Functional Proteome)：在特定时 间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白 质。功能蛋白质组是总蛋白质组的一部分。蛋白质 组和功能蛋白质组是生命科学的新的研究内容。
遗传距离是通过遗传连锁分析获得的，使用的DNA厘摩 标志越多，越密集，所得到的遗传连锁图的分辨率就越高
遗传图谱不仅是现阶段定位基因的重要手段，即使在人类 基因组全物理图谱建立起来之后，它依然是研究人类基因 组遗传与变异的重要手段
中
24
2.2遗传作图中使用的标记
遗传标记（Genetic Markers）：遗传图有特征性 的位置标记，用于表示基因组中特定顺序所在 的位置。这些标记按孟德尔方式遗传，标记位 点应是多态的 基因标记
中
14
基因组计划
模式微生物基因组计划 模式植物基因组计划 模式动物基因组计划 人类基因组计划
中
15
基因组计划 ？
获得全基因组序列：为基因组的全面测序提
供工作框架
构建基因组图：在长链DNA分子上寻找特征 性标记，根据分子标记将包括这些序列的克 隆进行连锁定位，绘制基因组图。
基因组（Genome）：一个生物体、细胞器或病毒的 整套基因和染色体组成，即全部基因的总称（包括 所有的编码区和非编码区）
基因组学（Genomics）：以基因组分析为手段，对 所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因 定位、时序表达模式和基因功能分析的一门科学。
分子遗传学的分支学科 提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息 生命科学的前沿和热点领域
……
中
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基本概念
蛋白质组学：
蛋白质组(Proteome)：在一种细胞内存在的全部蛋 白质。
蛋白质组学：研究细胞内所有蛋白质及其动态变化 规律的科学。
功能蛋白质组(Functional Proteome)：在特定时 间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白 质。功能蛋白质组是总蛋白质组的一部分。蛋白质 组和功能蛋白质组是生命科学的新的研究内容。
遗传距离是通过遗传连锁分析获得的，使用的DNA厘摩 标志越多，越密集，所得到的遗传连锁图的分辨率就越高
遗传图谱不仅是现阶段定位基因的重要手段，即使在人类 基因组全物理图谱建立起来之后，它依然是研究人类基因 组遗传与变异的重要手段
中
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2.2遗传作图中使用的标记
遗传标记（Genetic Markers）：遗传图有特征性 的位置标记，用于表示基因组中特定顺序所在 的位置。这些标记按孟德尔方式遗传，标记位 点应是多态的 基因标记
中
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基因组计划
模式微生物基因组计划 模式植物基因组计划 模式动物基因组计划 人类基因组计划
中
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基因组计划 ？
获得全基因组序列：为基因组的全面测序提
供工作框架
构建基因组图：在长链DNA分子上寻找特征 性标记，根据分子标记将包括这些序列的克 隆进行连锁定位，绘制基因组图。
基因组学(第3)
STS作图方法
•制作来自单一染色体或基因组的(酶切和部分酶切)重 叠DNA片段，使每一STS位点有多条片段对应； •分析两个STS位点共存于一个片段的概率，由此计算 STS位点距离，绘制图谱； •STS作图的图距是根据分离频率计算的。
6 shared fragments
2 shared fragments
Hfr菌株
中断杂交实验
F因子
(四)遗传图谱的用途
提供基因在染色体上的坐标，为基因识别和基因 定位创造了条件。
习题：黑腹果蝇两个品系,即(1)野生型果蝇,其性状为红眼,长 翅,直刚毛,基因型+++，为X-连锁基因(2)三隐性突变体,其性 状为白眼(w),小翅(m),焦刚毛(sn),基因型为wmsn. F1代测交 结果表型见下表：
多色荧光原位杂交
染色体涂染探针
位点特异型探针
荧光原位杂交作图染色体细长为宜
③序列标记位点作图(STS)
STS作图通过对基因组片段进行分子杂交和 PCR分析，来对短序列进行定位作图。
STS作图原理
•STS标记是染色体上位置已定的、核苷酸序列已知的 且在基因组中只有一份拷贝的DNA短片段，一般长 200—500bp。 •以特定STS片段为标记探针，如可和两个YAC染色体 DNA库杂交，则表示这两个克隆片段彼此重叠。 •如果2个STS标记出现在同一个YAC克隆中，可以STS片 段标记探针为引物对YAC克隆进行PCR扩增，鉴定出阳 性克隆并测序，然后利用软件分析确定STS在染色体上 排列。
因此，限制性作图更适合于小分子片段。
③限制酶切物理图技术路线
•首先确定基因组的遗传标记，如STS； •染色体→酵母人工染色体重叠群→单个YAC克隆 →cosmid人工染色体重叠群→单个cosmid克隆→质
物理图绘制基因组学概论
限制性作图：快速，信息详细，但不适合大基因组。 重叠群构建程序复杂，费时费力。 指纹作图：对大基因组存在不少问题，如选用的限
制酶不当或重复顺序干扰，会出现误排。 原位杂交：操作困难，资料积累慢，一次实验定位
的分子标记不超过3-4 个。
STS绘图是用于构建详细的大基因组物理图的 主流技术
基因组学概论
指纹fingerprinting：DNA样品所具有的特定DNA片段组成，限
定的序列特征。指纹重叠，表明2个克隆具有共同的区段
限制性带型指纹：用不同限制性酶处理样品，凝胶分析，DNA
条带有部分相同，说明它们含有重叠的序列
重复序列DNA指纹：不同克隆酶解电泳，转移到杂交膜中，用
一种或几种基因组范围的重复序列作为探针杂交，出现相同的杂 交带型，说明重叠
自主复制起始点：在细胞中启动染色体的复制
缺陷：插入子稳定性问题、同一酵母细胞多个YAC引 起交换产生嵌合
基因组学概论
8
大分子DNA的克隆载体
酵母人工染色体YAC：克隆的DNA片段平均600kb
噬菌体P1载体：与噬菌体载体相似，将天然噬菌体 基因组中的一段区域缺失，容量达125kb
细菌人工染色体 BAC (bacterial artificial chromosome) ：由大肠杆菌中F质粒衍生，容量达 300kb，单拷贝复制，稳定，不会因重组发生嵌合
P1人工染色体PAC：结合P1载体和BAC载体的优 点
பைடு நூலகம்
基因组学概论
9
基因组学概论
10
3.2 基于克隆的基因组作图
3.2.1 载体
质粒、噬菌体、粘粒
大分子DNA的克隆载体 (YAC, P1, BAC, PAC …)
3.2.2 重叠群组建
制酶不当或重复顺序干扰，会出现误排。 原位杂交：操作困难，资料积累慢，一次实验定位
的分子标记不超过3-4 个。
STS绘图是用于构建详细的大基因组物理图的 主流技术
基因组学概论
指纹fingerprinting：DNA样品所具有的特定DNA片段组成，限
定的序列特征。指纹重叠，表明2个克隆具有共同的区段
限制性带型指纹：用不同限制性酶处理样品，凝胶分析，DNA
条带有部分相同，说明它们含有重叠的序列
重复序列DNA指纹：不同克隆酶解电泳，转移到杂交膜中，用
一种或几种基因组范围的重复序列作为探针杂交，出现相同的杂 交带型，说明重叠
自主复制起始点：在细胞中启动染色体的复制
缺陷：插入子稳定性问题、同一酵母细胞多个YAC引 起交换产生嵌合
基因组学概论
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大分子DNA的克隆载体
酵母人工染色体YAC：克隆的DNA片段平均600kb
噬菌体P1载体：与噬菌体载体相似，将天然噬菌体 基因组中的一段区域缺失，容量达125kb
细菌人工染色体 BAC (bacterial artificial chromosome) ：由大肠杆菌中F质粒衍生，容量达 300kb，单拷贝复制，稳定，不会因重组发生嵌合
P1人工染色体PAC：结合P1载体和BAC载体的优 点
பைடு நூலகம்
基因组学概论
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3.2 基于克隆的基因组作图
3.2.1 载体
质粒、噬菌体、粘粒
大分子DNA的克隆载体 (YAC, P1, BAC, PAC …)
3.2.2 重叠群组建
遗传作图 物理图
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
基因标记：有用、有效，并非理想。
高等生物，可用作标记的基因十分有限 许多性状都涉及多基因。 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因 标记将在遗传图中留下大片的无标记区段。 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分，因 而是
产生的遗传图不完整，必须寻找其他更有效的 标记
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
限制性片段长度多态性（restriction fragment length
polymorphisms,RFLP）
简单序列长度多态性（simple sequenece length
polymorphisrns,SSLPs) 小卫星序列：（Minisatellite DNA） 微卫星序列：（Microsatellite DNA, MS）
基本概念
遗传连锁图：通过遗传重组所得到的基因线性排列 图称为遗传连锁图。通过计算连锁的遗传标志之间 的重组频率,确定它们的相对距离。 物理图谱：是利用限制性内切酶将染色体切成数个 片段，根据重叠序列把片段连接成染色体，确定遗 传标志之间物理距离[碱基对(bp)或千碱基(kb)或 兆碱基(Mb)]的图谱。 转录本图谱：由基因转录本mRNA反转录建立cDNA文 库，通过cDNA克隆测序得到基因组的表达序列图谱。
基本概念
基因组（Genome）：一个生物体、细胞器或病毒的 整套基因和染色体组成，即全部基因的总称（包括 所有的编码区和非编码区） 基因组学（Genomics）：以基因组分析为手段，对 所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因 定位、时序表达模式和基因功能分析的一门科学。 分子遗传学的分支学科 提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息 生命科学的前沿和热点领域
2.2.2 DNA（分子）标记
基因标记：有用、有效，并非理想。
高等生物，可用作标记的基因十分有限 许多性状都涉及多基因。 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因 标记将在遗传图中留下大片的无标记区段。 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分，因 而是
产生的遗传图不完整，必须寻找其他更有效的 标记
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
限制性片段长度多态性（restriction fragment length
polymorphisms,RFLP）
简单序列长度多态性（simple sequenece length
polymorphisrns,SSLPs) 小卫星序列：（Minisatellite DNA） 微卫星序列：（Microsatellite DNA, MS）
基本概念
遗传连锁图：通过遗传重组所得到的基因线性排列 图称为遗传连锁图。通过计算连锁的遗传标志之间 的重组频率,确定它们的相对距离。 物理图谱：是利用限制性内切酶将染色体切成数个 片段，根据重叠序列把片段连接成染色体，确定遗 传标志之间物理距离[碱基对(bp)或千碱基(kb)或 兆碱基(Mb)]的图谱。 转录本图谱：由基因转录本mRNA反转录建立cDNA文 库，通过cDNA克隆测序得到基因组的表达序列图谱。
基本概念
基因组（Genome）：一个生物体、细胞器或病毒的 整套基因和染色体组成，即全部基因的总称（包括 所有的编码区和非编码区） 基因组学（Genomics）：以基因组分析为手段，对 所有基因进行基因组作图、核苷酸序列分析、基因 定位、时序表达模式和基因功能分析的一门科学。 分子遗传学的分支学科 提供有关生物物种及其细胞功能的进化信息 生命科学的前沿和热点领域
基因组学
我国水稻基因组计划 • 我国超级杂交稻（籼稻）基因组计划2001年7月启动， 2002年4月5日《Science》。
☆材料：籼稻“9311”。
☆完成单位：华大基因研究中心、中科院遗传与发育生物 学研究所等12个单位。 ☆水平：水稻基因组的总基因数约为46022～55615个，工 作框架图序列已覆盖水稻整个基因组92％以上的基因。
大肠杆菌基因组是双链环状DNA ， 全长4.6 ×106bp，含有4230个基因， 编码蛋白的序列占基因组的87.7%， 非编码的重复序列占0.7%，剩下 的11.6%可能起调控作用。
二、细菌和病毒基因组特点
4. 功能相关的几个基因排列在一起形成操纵子
如，乳糖操纵子结构
5. 存在重叠基因 如，ΦΧ174基因组为5386bp，
▲ 1986年3月，杜伯克在美国《科学》杂志上发 表了一篇题为《癌症研究的转折点：测序人类 基因组》的文章，这篇短文后来被称为人类基 因组计划的“标书”。
（一）人类基因组计划
• 1990年，美国国会批准美国的“人类基因组计划”在10月1日 正式启动。其总体规 划是准备在15年内（1990－2005）至少 投入30亿美元，分析人类的基因组30亿个碱基对。 • 1996，完成标记密度为0.6cM的人类基因组遗传图谱，100kb 的物理图谱 • 2000，完成草图
四、基因组学的发展
（一）人类基因组计划
与曼哈顿原子 计划、阿波罗登月计划并称的人类科学 史上的重大工程。于1990年首先在美国启 动，后有德、 日、英、法、中等国的科学家先后正式加入。
（一）人类基因组计划
▲美国从70年代起启动了 “肿瘤计划”，但是， 不惜血本的投入换来的是令人失望的结果。人 们渐渐认识到，包括癌症在内的各种人类疾病 都与基因直接或间接相关。测出基因的碱基序 列，Fra bibliotek是基因研究的基础。
物理图绘制
第3章物理图绘制1) 大分子DNA分离2) 大分子DNA克隆3) 重叠群组建4）STS作图的研究策略与方法大分子DNA的研究策略与方法大分子DNA1) 什么是大分子DNA: 百万碱基对, Mb2) 大分子DNA研究面临的问题:易断裂, 难分离, 难克隆3) 大分子DNA的研究方法:1. 制备---琼脂糖包埋法2. 酶切---稀有酶切位点限制酶3. 分离---脉冲电泳分离4. 克隆---载体设计限制性内切酶如何产生大片段？1）什么是稀有切点内切酶: 在基因组DNA顺序中只有很少可识别序列的限制酶, 一般识别位点在6-8碱基对之间, 并含有高G/C比。
2) 选用稀有切点限制酶注意事项:a) 非特异顺序识别位点，如Hinf，-G/ANTC-HinfI,Bgl I，-GCC NNNN/N GCC-，实际是6碱基识别。
b) 高等生物基因组一般A/T比较高, 应选高G/C 比限制酶, 如-GC/GGCCGC-(NotI),可产生大片段DNA。
c) 基因组甲基化状态高等生物基因组DNA甲基化比例很高，甲基化敏感限制酶可产生大片段。
片段脉冲交变电场OFAGE电泳有2对电极分别位于凝胶对角线的两端，2对电极交替通电，产生一个交变电场。
在交替改变的电流作用下，DNA分子在凝胶中不断改变迁移方向。
大分子DNA转向缓慢，迁移速度落后于小分子DNA。
OFAGE电泳可分开百万bp(Mb)级的DNA。
均一脉冲均一电场电泳仪（CHEF）设计了3对对称的正负极装置，电极夹角120O,垂直方向电泳不变，左右两对电极交电场电泳替开与关，电流方向交替改变。
均一电场电泳使大分子DNA相互分开并保持直线迁移，产生整齐垂直的分离条带。
采用大分子DNA技术绘制E.coli基因组物理图大肠杆菌基因组DNA大片段分离大肠杆菌基因组DNA经限制酶Not1酶切后，经垂直交变电场电泳分离。
凝胶经溴化乙锭（EB）染色后显示大分子DNA 条带的迁移位置。
因组遗传图整合遗传图上分布了作图整合。
基因组学遗传作图物理图
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
? 限制性片段长度多态性（restriction fragment length
polymorphisms,RF）LP
? 简单序列长度多态性（simple sequenece length
polymorphisrns,SSLPs) ? 小卫星序列：（Minisatellite DN）A ? 微卫星序列：（Microsatellite DNA, ）MS
? 功能蛋白质组 (Functional Proteome) ：在特定时 间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白 质。功能蛋白质组是总蛋白质组的一部分。蛋白质 组和功能蛋白质组是生命科学的新的研究内容。
中英联合实验室
基因组计划
? 模式微生物基因组计划 ? 模式植物基因组计划 ? 模式动物基因组计划 ? 人类基因组计划
中英联合实验室
什么是基因组？
一个物种中所有基因的整体组成。 人类基因组的两层意义：遗传信息和 遗传物质。 揭开生命的奥秘，需要从整体水平研 究基因的存在、基因的结构与功能、 基因之间的相互关系。
中英联合实验室
基因组研究内容
?基因表达研究，即比较不同组 织和不同发育阶段、正常状态与 疾病状态，以及体外培养的细胞 中基因表达模式的差异。 ?基因产物 -蛋白质功能研究，包 括单个基因的蛋白质体外表达方 法。
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
? 基因标记：有用、有效，并非理想。
? 高等生物，可用作标记的基因十分有限 ? 许多性状都涉及多基因。 ? 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因
标记将在遗传图中留下大片的 无标记区段。 ? 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分，因
2.2.2 DNA（分子）标记
? 限制性片段长度多态性（restriction fragment length
polymorphisms,RF）LP
? 简单序列长度多态性（simple sequenece length
polymorphisrns,SSLPs) ? 小卫星序列：（Minisatellite DN）A ? 微卫星序列：（Microsatellite DNA, ）MS
? 功能蛋白质组 (Functional Proteome) ：在特定时 间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白 质。功能蛋白质组是总蛋白质组的一部分。蛋白质 组和功能蛋白质组是生命科学的新的研究内容。
中英联合实验室
基因组计划
? 模式微生物基因组计划 ? 模式植物基因组计划 ? 模式动物基因组计划 ? 人类基因组计划
中英联合实验室
什么是基因组？
一个物种中所有基因的整体组成。 人类基因组的两层意义：遗传信息和 遗传物质。 揭开生命的奥秘，需要从整体水平研 究基因的存在、基因的结构与功能、 基因之间的相互关系。
中英联合实验室
基因组研究内容
?基因表达研究，即比较不同组 织和不同发育阶段、正常状态与 疾病状态，以及体外培养的细胞 中基因表达模式的差异。 ?基因产物 -蛋白质功能研究，包 括单个基因的蛋白质体外表达方 法。
中英联合实验室
2.2.2 DNA（分子）标记
? 基因标记：有用、有效，并非理想。
? 高等生物，可用作标记的基因十分有限 ? 许多性状都涉及多基因。 ? 高等生物基因组中存在大量的基因间隔区，用基因
标记将在遗传图中留下大片的 无标记区段。 ? 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分，因
基因组学物理图绘制
2.2 重叠群组建 重叠群:相互重叠的DNA片段组成的物理图. 重叠群的组建方法
染色体步移法
2.3 指纹作图法
指纹:系指确定DNA样品所具有的DNA片段; 一个克隆的指纹表示了该克隆所具有的限定的顺序 特征.
常用的指纹分析方法:
A 限制性带型(restriction patterns)指纹 B 重复序列DNA指纹(repetitive DNA fingerprints)
识别位点碱基的组成影响限制性片段的大小;
如人类基因组A/T比例接近60/%,选用高比例A/T位 点限制酶,产生的片段多于高比例G/C识别位点酶
特异序列含量高，否则效果不好
有些限制酶识别位点较长
如酵母的Ⅰ-SceI识别顺序为18bp,
TAGGGATAA/CAGGGTAAT
如果高等真核生物基因组中无此序列,可通过转座子转座和 噬菌体转导的方法将其引入待测基因组中.
介导F因子 单向复制
BAC 来源于大肠杆菌中的天然F质粒,与一 般质粒有2点不同:单拷贝复制(不会发生重 组嵌合),相对分子量大(具有较大容量),类 似于制备质粒方法提取质粒,方便快捷
Cm氯霉素
Loxp 蛋白作用位点 ，可将环状DNA转变 为线性DNA，p1 Cre蛋白作用位点
CosN伽马噬菌体末端酶专一性切割位点
基因组DNA的甲基化状态
如人类活细胞基因组中大量5’-CG-3’顺序的胞嘧 啶被甲基化,形成5’-TG-3’，使许多含有5’-CG-3’ 顺序的内切酶很少找到可切位点.
SmaI CCC/GGG 78kb NotI GC/GCGCGC 1Mb
凝胶浓度、电场强度、缓冲液
脉冲凝胶电泳 (PFGE) (pulsed-field gel electrophoresis)
第3章 物理图绘制
载体制备与插入DNA连接
1) YAC载体 制备过程与一般质粒载体相同 2) BAC载体 低拷贝载体,大量制备, 超离心纯化 3) 酶切 释放接头, 接头去磷,减少自连 4) 连接(方法1) 将含有大分子DNA的琼脂糖薄片与载体混合, 按重量比 1:1. 680C保温 5 min,降温至370C, 加入连接酶过夜. 5) 连接(方法2) 将含有大分子DNA的琼脂糖薄片680C保温 5 min, 降温 至370C, 加入agarase消化. 然后取出部分DNA样品,按重 量比1:1加入载体, 加入连接酶过夜.
大肠杆菌基因组物理图绘制
大 肠 杆 菌 基 因 组 物 理 图
克隆作图---大分子DNA的克隆
根据克隆的DNA片段之间的重 叠顺序构建重叠群(Contig), 绘 制物理连锁图。
克隆作图的载体与方法
1) 大分子DNA克隆载体构建: YAC, BAC, PAC, HAC, MAC, TAC 优缺点: 2) 大分子DNA克隆的作图: 步移法 指纹法
物理距离(kb)
5300±2400 7300±2200 6065±2495 1400± 480 2310±1040 3860±1600 3700±1350 3690± 660 2330± 540
cR(厘镭)
87 140 66 22 39 35 43 40 54
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
除去未连接载体
YAC转化
1) 酵母原质体的制备 酵母细胞的脱壁采用蜗牛酶(lyticase) 转化 2) 酵母原质体保温在渗透压缓冲液中, 加入连接 反应混合液, 200C保温过夜. 3) 筛选培养基 酵母基本培养基, 缺少URA,色氨酸和腺苷酸. 4) 铺板 将转化处理的酵母原质体悬浮在渗透压选择 液化培养基中迅速铺板. 5) 300C培养4-5天, 出现白色克隆为阳性克隆.
4.结构基因组学
有1个重组子。在哺乳动物中，遗传图谱上
1cM的距离大约相当于物理图谱上1000000
bp。
• 用途：通过该图谱可分清各基因或分子标记之间
的相对距离与方向，如靠近着丝粒或端粒
• 注意：该图谱的构建是以位于同一染色体相邻的2
个基因或遗传标记的重组率为基础，因而需要有 参考家系和分子遗传标记或基因作为研究基础
Sh c sh C sh c C Sh
c sh 3％亲组合
C Sh
c sh
C Sh
c sh
c 新 Sh
C sh 新 3％重组合
全部亲组合占94％
• 假设某一对同源染色体上存在Sh-sh ，C- c两对
连锁基因，现有两个亲本P1 和P2，它们的基因型 分别为ShShCC和shshcc，两亲本杂交产生ShshCc 双杂合体。F1在减数分裂过程中应产生4种类型的 配子，其中两种为亲型配子ShC和shc，两种为重 组型配子Shc和shC。由于Sh-sh和C-c位于同一染 色体上，要产生重组型配子必须在这两个基因的 连锁区段上发生交换。
多态性。
PCR－RFLP的应用
√MstⅡ酶切位点
Pro Glu Glu ••• ••• CCT GAG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GAG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GAG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• ••• ••• ••• CCT GTG GAG ••• •••
一、遗传图谱与遗传标记
• 遗传图谱
• 采用遗传分析的方法将基因或其他DNA序列标定
在染色体上构建连锁图。
• 什么是遗传标记？
基因组物理图谱的构建
• 物理图谱的常用的制作方法，可分为以下四类： • 1.限制性作图 • 2.DNA大片段重叠克隆的基因组作图 • 3.荧光标记原位杂交作图 • 4.序列标签位点作图
物理作图的主要环节
染色体
大分子DNA的提取
DN限制性作图
定义：将限制性酶切位点标定在DNA分子的相对位置。
局限性：主要适合对小基因组的原核生物和大片段进 行限制性位点分析。
限制性作图的基本原理
比较一种DNA分子被不同限制性内切酶切割所产生的片段大小。 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。
• 可用于构建最为详细的大基因组物理图
STS作图的原理
• 两个STS出现在同一片段的机会取决于他们在基因组中的 距离，彼此靠的越近，分离的几率越小，彼此相隔越远， 分离的几率越大。
• 两个STS之间相对距离的估算与连锁分析的原理一样，它 们之间的图距根据它们的分离频率来算。
• 用作STS的片段首先应是一段序列已知的片段，其次是单 拷贝。
指纹法
• 克隆指纹法的原理：如果2个克隆彼此重叠，它 们一定含有相同的顺序。
• 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。
• 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。
限制性酶切图谱指纹：用不同限制性酶酶切克隆的ＤＮＡ 片段，经凝胶分离产生DNA片段图谱。 其他的还有重复序列DNA指纹、分散重复序列PCR指纹、 STS目录以及序列标签位点STS等指纹。
物理作图的主要环节
染色体
大分子DNA的提取
DN限制性作图
定义：将限制性酶切位点标定在DNA分子的相对位置。
局限性：主要适合对小基因组的原核生物和大片段进 行限制性位点分析。
限制性作图的基本原理
比较一种DNA分子被不同限制性内切酶切割所产生的片段大小。 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。
• 可用于构建最为详细的大基因组物理图
STS作图的原理
• 两个STS出现在同一片段的机会取决于他们在基因组中的 距离，彼此靠的越近，分离的几率越小，彼此相隔越远， 分离的几率越大。
• 两个STS之间相对距离的估算与连锁分析的原理一样，它 们之间的图距根据它们的分离频率来算。
• 用作STS的片段首先应是一段序列已知的片段，其次是单 拷贝。
指纹法
• 克隆指纹法的原理：如果2个克隆彼此重叠，它 们一定含有相同的顺序。
• 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。
• 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。
限制性酶切图谱指纹：用不同限制性酶酶切克隆的ＤＮＡ 片段，经凝胶分离产生DNA片段图谱。 其他的还有重复序列DNA指纹、分散重复序列PCR指纹、 STS目录以及序列标签位点STS等指纹。
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定位 随机基因组序列：在数据库中寻找所感兴趣的某些序列
基因组学概论
18
STS定位：即将已知的STS定位在染色体或基 因组中的DNA区段
辐射杂种：含有另一种生物染色体片段的啮齿类细 胞
每次从杂种细胞 分离DNA，用 PCR检测杂种细 胞中含有的STS 标记，根据成对 STS出现的频率， 可判断这些标记 是否连锁以及连 锁程度。
基因组学概论
2
物理图谱
遗传图谱
酿酒酵母第3号染色体遗传 图谱与物理图谱的比较
这个物理图谱是通过DNA测 序确定的。
在遗传图谱中最上面这两个 遗传标记（glk1, cha1）的顺 序是错误的。
两个图谱间的其他几对标记 的相对位置也有差异。
基因组学概论
3
为什么要绘制物理图？
遗传图的缺陷：
遗传图的分辨率有限 遗传图的覆盖面较低 遗传图分子标记的排列有时会出现差错
3. 物理图绘制
基因组学概论
为什么要绘制物理图？
遗传图的缺陷：
遗传图的分辨率有限
高等真核生物不可能获得大量的子代
遗传图的覆盖面较低
有些染色体区段很少发生重组事件，难以绘制高密度连锁 图
遗传图分子标记的排列有时会出现差错
主要依据子代个体的基因型重组及其分离。环境因素和取 样误差对结果有影响
15
STS：sequence tagged site，一小段长度100-500bp的 DNA序列，每个基因组仅一份拷贝，易分辨。
STS作图技术的主要原理是：
STS在基因组中独一无二，在染色体上位置确定
位于染色体上紧邻排列的STS是机械连接的，在外力作 用下断裂DNA时，2个不同的STS出现在同一个片段的 机会取决于他们在基因组中的相对位置。位置越近的 STS有最大的机会同时出现在同一个DNA片段中。
自主复制起始点：在细胞中启动染色体的复制
缺陷：插入子稳定性问题、同一酵母细胞多个YAC引 起交换产生嵌合
基因组学概论
8
大分子DNA的克隆载体
酵母人工染色体YAC：克隆的DNA片段平均600kb
噬菌体P1载体：与噬菌体载体相似，将天然噬菌体 基因组中的一段区域缺失，容量达125kb
细菌人工染色体 BAC (bacterial artificial chromosome) ：由大肠杆菌中F质粒衍生，容量达 300kb，单拷贝复制，稳定，不会因重组发生嵌合
优点：利用PCR/杂交分析所在STS位置，自动机械化 操作。STS的分析资料可用来估算2个分子标记之间的 相对距离，其原理与连锁分析大同小异。
基因组学概论
16
基因组学概论
17
合格的STS满足2个条件：
序列已知的片段 在染色体中独一无二
寻找STS的方法
表达序列标签EST：cDNA 简单序列长度多态性SSLP：具有多态性并已在连锁分析中
个黏粒克隆
基因组学概论
7
大分子DNA的克隆载体
酵母人工染色体 (yeast artificial chromosome, YAC)：重组YAC分子只能在酵母细胞中扩增，针对 真核染色体的结构设计的。
着丝粒：在细胞分裂时负责染色体均等分配
端粒：位于染色体端部的特异序列，保持人工染色体 的稳定性
所以对于大多数真核生物来说，在进行规模 DNA测序前，需要用其他作图方法来检验和补 充遗传图谱。
基因组学概论
4
第三章 物理作图
限制酶作图(restriction mapping)
基于克隆的基因组作图（重点）
荧光原位杂交（fluorescent in situ hybridization, FISH）
中期染色体：主要用于确定新发现的分子标记属于哪条染色 体，给出十分粗略的染色体定位
机械伸展的染色体：分离与制备中期细胞核，离心，获得伸 展的染色体，长度增加20倍。
间期染色体：已获得基本的位置信息，极度松驰的染色体可 用于小区段分子标记排序研究。
基因组学概论
14
3.4 序列标签位点(STS)作图
P1人工染色体PAC：结合P1载体和BAC载体的优 点
基因组学概论
9
基因组学概论
10
3.2 基于克隆的基因组作图
3.2.1 载体
质粒、噬菌体、粘粒
大分子DNA的克隆载体 (YAC, P1, BAC, PAC …)
3.2.2 重叠群组建
重叠群contig：相互间存在重叠顺序的一组克隆。
重复序列DNA PCR：设计与重复序列互补的引物，对检测的克
隆进行PCR扩增，相同的产物，说明重叠
STS作图：STS是已知的单一序列。设计引物，对大量的单个克
隆进行PCR扩增
基因组学概论
13
3.3 荧光标记原位杂交
FISH：杂交技术的一种延伸，杂交靶子是完整的染色 体，由杂交信号提供作图信息。荧光标记信号在显微 镜下观测，直接显示探针与染色体杂交的位置
遗传图整合，对YAC物理图进行校正。标记的平均密度 75kb。 多种物理作图法交叉运用，物理图与遗传图彼此衔接， 产生一份具综合性的完全整合的基因组图，成为人类基 因组计划测序阶段的工作框架。
基因组学概论
20
整合的基因组图必将有利于后续的基因组测序
克隆重叠群 指导的测序
基因组物 理图
全基因组直接鸟 枪法测序
基因组学概论
19
3.5 人类基因组整合图
1987年发表了第一份人类RFLP连锁图,含有393 RFLP 和10个其他多态性标记，来自21个家庭，平均密度为 10Mb
1994年遗传图 4000个SSLP，密度为700kb 1993年 33,000个YAC 1996-1998年间，采取辐射杂种进行STS标记作图，与
5. STS的分析资料可用来估算2个分子标记之间的相对距离， 其原理与连锁分析大同小异。第三道题改为：两个基因 在染色体中相距越远，他们因交换而分离的频率是越大 还是越小？
基因组学概论
22
遗传图谱和 物理图谱 的对应关系
下节课内容：4 基因组测序和序列组装
基因组学概论
23
指纹fingerprinting：DNA样品所具有的特定DNA片段组成，限
定的序列特征。指纹重叠，表明2个克隆具有共同的区段
限制性带型指纹：用不同限制性酶处理样品，凝胶分析，DNA
条带有部分相同，说明它们含有重叠的序列
重复序列DNA指纹：不同克隆酶解电泳，转移到杂交膜中，用
一种或几种基因组范围的重复序列作为探针杂交，出现相同的杂 交带型，说明重叠
库中寻 找与之重叠的第二个克隆。在此基础上再寻找第三 个克隆，依次延伸
染色体步移的速度缓慢，仅适合于小基因组及小区段 染色体的物理图绘制
基因组学概论
11
染色体步移
基因组学概论
12
指纹作图
在基因组范围内查找重叠的克隆，最好的办法首推克 隆指纹 (clone fingerprinting) 排序。
DNA片段内部用鸟 枪法测序
序列组装
序列的物 理位置已 知
基因组学概论
序列组装
用分子标记来确 定组装序列在基 因组的哪个的位 置
21
作业
1. 列举大分子DNA的克隆载体。
2. 用于构建详细的大基因组物理图的主流技术是哪种？
3. 合格的STS满足什么条件？
4. 位于染色体上紧邻排列的STS是机械连接的，在外力作 用下断裂DNA时，2个不同的STS出现在同一个片段的 机会取决于他们在基因组中的相对位置。两个STS在染 色体中相距越远，他们出现在不同DNA片段中的概率越 大还是越小？
基因组学概论
6
3.2 基于克隆的基因组作图
3.2.1 载体 质粒 (plasmid)、噬菌体、黏粒 (cosmi等生物基因组
拟南芥1.2X105bp，需要25000个黏粒克隆 人类基因组是拟南芥基因组的33倍，需要的上百万
限制性作图：快速，信息详细，但不适合大基因组。 重叠群构建程序复杂，费时费力。 指纹作图：对大基因组存在不少问题，如选用的限
制酶不当或重复顺序干扰，会出现误排。 原位杂交：操作困难，资料积累慢，一次实验定位
的分子标记不超过3-4 个。
STS绘图是用于构建详细的大基因组物理图的 主流技术
基因组学概论
序列标记位点（sequence tagged site mapping, STS) （重点）
人类基因组物理图
基因组学概论
5
3.1 限制酶作图
基本思想：比较不同限制酶产生的DNA片段的 大小。
限制性作图只能应用于较小的DNA分子。 通常采用的6碱基对识别序列的限制酶仅适合
50 kb 以下的DNA分子的精确作图。
基因组学概论
18
STS定位：即将已知的STS定位在染色体或基 因组中的DNA区段
辐射杂种：含有另一种生物染色体片段的啮齿类细 胞
每次从杂种细胞 分离DNA，用 PCR检测杂种细 胞中含有的STS 标记，根据成对 STS出现的频率， 可判断这些标记 是否连锁以及连 锁程度。
基因组学概论
2
物理图谱
遗传图谱
酿酒酵母第3号染色体遗传 图谱与物理图谱的比较
这个物理图谱是通过DNA测 序确定的。
在遗传图谱中最上面这两个 遗传标记（glk1, cha1）的顺 序是错误的。
两个图谱间的其他几对标记 的相对位置也有差异。
基因组学概论
3
为什么要绘制物理图？
遗传图的缺陷：
遗传图的分辨率有限 遗传图的覆盖面较低 遗传图分子标记的排列有时会出现差错
3. 物理图绘制
基因组学概论
为什么要绘制物理图？
遗传图的缺陷：
遗传图的分辨率有限
高等真核生物不可能获得大量的子代
遗传图的覆盖面较低
有些染色体区段很少发生重组事件，难以绘制高密度连锁 图
遗传图分子标记的排列有时会出现差错
主要依据子代个体的基因型重组及其分离。环境因素和取 样误差对结果有影响
15
STS：sequence tagged site，一小段长度100-500bp的 DNA序列，每个基因组仅一份拷贝，易分辨。
STS作图技术的主要原理是：
STS在基因组中独一无二，在染色体上位置确定
位于染色体上紧邻排列的STS是机械连接的，在外力作 用下断裂DNA时，2个不同的STS出现在同一个片段的 机会取决于他们在基因组中的相对位置。位置越近的 STS有最大的机会同时出现在同一个DNA片段中。
自主复制起始点：在细胞中启动染色体的复制
缺陷：插入子稳定性问题、同一酵母细胞多个YAC引 起交换产生嵌合
基因组学概论
8
大分子DNA的克隆载体
酵母人工染色体YAC：克隆的DNA片段平均600kb
噬菌体P1载体：与噬菌体载体相似，将天然噬菌体 基因组中的一段区域缺失，容量达125kb
细菌人工染色体 BAC (bacterial artificial chromosome) ：由大肠杆菌中F质粒衍生，容量达 300kb，单拷贝复制，稳定，不会因重组发生嵌合
优点：利用PCR/杂交分析所在STS位置，自动机械化 操作。STS的分析资料可用来估算2个分子标记之间的 相对距离，其原理与连锁分析大同小异。
基因组学概论
16
基因组学概论
17
合格的STS满足2个条件：
序列已知的片段 在染色体中独一无二
寻找STS的方法
表达序列标签EST：cDNA 简单序列长度多态性SSLP：具有多态性并已在连锁分析中
个黏粒克隆
基因组学概论
7
大分子DNA的克隆载体
酵母人工染色体 (yeast artificial chromosome, YAC)：重组YAC分子只能在酵母细胞中扩增，针对 真核染色体的结构设计的。
着丝粒：在细胞分裂时负责染色体均等分配
端粒：位于染色体端部的特异序列，保持人工染色体 的稳定性
所以对于大多数真核生物来说，在进行规模 DNA测序前，需要用其他作图方法来检验和补 充遗传图谱。
基因组学概论
4
第三章 物理作图
限制酶作图(restriction mapping)
基于克隆的基因组作图（重点）
荧光原位杂交（fluorescent in situ hybridization, FISH）
中期染色体：主要用于确定新发现的分子标记属于哪条染色 体，给出十分粗略的染色体定位
机械伸展的染色体：分离与制备中期细胞核，离心，获得伸 展的染色体，长度增加20倍。
间期染色体：已获得基本的位置信息，极度松驰的染色体可 用于小区段分子标记排序研究。
基因组学概论
14
3.4 序列标签位点(STS)作图
P1人工染色体PAC：结合P1载体和BAC载体的优 点
基因组学概论
9
基因组学概论
10
3.2 基于克隆的基因组作图
3.2.1 载体
质粒、噬菌体、粘粒
大分子DNA的克隆载体 (YAC, P1, BAC, PAC …)
3.2.2 重叠群组建
重叠群contig：相互间存在重叠顺序的一组克隆。
重复序列DNA PCR：设计与重复序列互补的引物，对检测的克
隆进行PCR扩增，相同的产物，说明重叠
STS作图：STS是已知的单一序列。设计引物，对大量的单个克
隆进行PCR扩增
基因组学概论
13
3.3 荧光标记原位杂交
FISH：杂交技术的一种延伸，杂交靶子是完整的染色 体，由杂交信号提供作图信息。荧光标记信号在显微 镜下观测，直接显示探针与染色体杂交的位置
遗传图整合，对YAC物理图进行校正。标记的平均密度 75kb。 多种物理作图法交叉运用，物理图与遗传图彼此衔接， 产生一份具综合性的完全整合的基因组图，成为人类基 因组计划测序阶段的工作框架。
基因组学概论
20
整合的基因组图必将有利于后续的基因组测序
克隆重叠群 指导的测序
基因组物 理图
全基因组直接鸟 枪法测序
基因组学概论
19
3.5 人类基因组整合图
1987年发表了第一份人类RFLP连锁图,含有393 RFLP 和10个其他多态性标记，来自21个家庭，平均密度为 10Mb
1994年遗传图 4000个SSLP，密度为700kb 1993年 33,000个YAC 1996-1998年间，采取辐射杂种进行STS标记作图，与
5. STS的分析资料可用来估算2个分子标记之间的相对距离， 其原理与连锁分析大同小异。第三道题改为：两个基因 在染色体中相距越远，他们因交换而分离的频率是越大 还是越小？
基因组学概论
22
遗传图谱和 物理图谱 的对应关系
下节课内容：4 基因组测序和序列组装
基因组学概论
23
指纹fingerprinting：DNA样品所具有的特定DNA片段组成，限
定的序列特征。指纹重叠，表明2个克隆具有共同的区段
限制性带型指纹：用不同限制性酶处理样品，凝胶分析，DNA
条带有部分相同，说明它们含有重叠的序列
重复序列DNA指纹：不同克隆酶解电泳，转移到杂交膜中，用
一种或几种基因组范围的重复序列作为探针杂交，出现相同的杂 交带型，说明重叠
库中寻 找与之重叠的第二个克隆。在此基础上再寻找第三 个克隆，依次延伸
染色体步移的速度缓慢，仅适合于小基因组及小区段 染色体的物理图绘制
基因组学概论
11
染色体步移
基因组学概论
12
指纹作图
在基因组范围内查找重叠的克隆，最好的办法首推克 隆指纹 (clone fingerprinting) 排序。
DNA片段内部用鸟 枪法测序
序列组装
序列的物 理位置已 知
基因组学概论
序列组装
用分子标记来确 定组装序列在基 因组的哪个的位 置
21
作业
1. 列举大分子DNA的克隆载体。
2. 用于构建详细的大基因组物理图的主流技术是哪种？
3. 合格的STS满足什么条件？
4. 位于染色体上紧邻排列的STS是机械连接的，在外力作 用下断裂DNA时，2个不同的STS出现在同一个片段的 机会取决于他们在基因组中的相对位置。两个STS在染 色体中相距越远，他们出现在不同DNA片段中的概率越 大还是越小？
基因组学概论
6
3.2 基于克隆的基因组作图
3.2.1 载体 质粒 (plasmid)、噬菌体、黏粒 (cosmi等生物基因组
拟南芥1.2X105bp，需要25000个黏粒克隆 人类基因组是拟南芥基因组的33倍，需要的上百万
限制性作图：快速，信息详细，但不适合大基因组。 重叠群构建程序复杂，费时费力。 指纹作图：对大基因组存在不少问题，如选用的限
制酶不当或重复顺序干扰，会出现误排。 原位杂交：操作困难，资料积累慢，一次实验定位
的分子标记不超过3-4 个。
STS绘图是用于构建详细的大基因组物理图的 主流技术
基因组学概论
序列标记位点（sequence tagged site mapping, STS) （重点）
人类基因组物理图
基因组学概论
5
3.1 限制酶作图
基本思想：比较不同限制酶产生的DNA片段的 大小。
限制性作图只能应用于较小的DNA分子。 通常采用的6碱基对识别序列的限制酶仅适合
50 kb 以下的DNA分子的精确作图。