北京大学细胞生物学课件

100-150 Kbp insertion
BAC的构建
pBAC108L来自细菌的一个小型F质粒，其中oriS和repE控制了质粒的 复制起始，parB和parA控制了拷贝数。
遗传图谱(Genetic Map) vs
物理图谱 (Physical Map)
• 遗传图又称为连锁图（Linkage Map），是指基因或 DNA标志在染色体上的相对位置（或距离），通常以 基因或DNA片段在染色体交换过程中的分离频率（cM） 来表示。cM值越大，两者之间遗传距离越远。
Unfair competition: IC delivering the same goods but with state funding.
International Consortium’s view of Celera
Unfair competition: Celera delivering the same goods but can use IC data, while IC cannot use Celera data.
• 人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）： 90年代提出并已基本完成，同40年代原子弹爆炸，60 年代人类登月一起被认为是二十世纪科技发展史上的 三大创举。
History of the Human Genome Project
1990 Official start of HGP with 3 billion $ and a 15 year horizon. 1999 Sanger Centre publishes chromosome 22 2001 Draft Genome published: Celera & Public 2003 Completion (almost) of Human Genome
基因组计划
• 基因组（genome）是生物体内遗传信息的集合，是某 个特定物种细胞内全部DNA分子的总和。
• 基因组学（genomics）是指研究并解析生物体整个基 因组的所有遗传信息的学科。
• 基因组计划（Genome Project）是指对人类以及其它生 物体全基因组的测序工作(sequencing)。
Celera: Craig Venter
Intl. Cons: Francis Collins
Sequencing Strategies
Public effort- strategy:
Celera - strategy:
Celera’s view of International Consortium
• 第二代DNA遗传标记SSLP（Simple Seqeuce Length Polymorphism)利用了存在于人类基因组中的大量重复序列， 包括重复单位长度在15-65个核苷酸左右的小卫星DNA （minisatellite DNA），重复单位长度在2-6个核苷酸之间的 微卫星DNA（microsatellite DNA）。
RFLP maபைடு நூலகம்ker
WT
mut
SSLP markers
SNP marker
由于实验方法不同，不少markers之间的遗 传距离并不等于它们在物理图上的距离。
酵母第三号染色体遗 传图（右）和物理图
（左）的比较
鸟枪法序列测定技术
• 全基因组鸟枪法测序（shotgun sequencing) 技术：随机挑选带有基因组DNA的质粒进 行末端序列测定，然后用计算机程序进行 序列拼接 。
第十一章 基因组学与比较基因组学 Genomics and
Comparative Genomics
By Hongwei Guo, Peking University, 2008.12.29
基础分子生物学期末安排
考试时间： 2009 年 1 月 12 日 下 午 2:00-4:00 考试地点： 三教/301(60人)、三教/304(38人)、 三教/306(37人)、三教/308(37人)
• 鸟枪法测序的主要缺点是，随着所测基因 组总量增大，所需测序的片段大量增加； 其次，高等真核生物（如人类）基因组中 有大量重复序列，导致判断失误
Mate-Pair Shotgun DNA Sequencing
DNA target sample
SHEAR & SIZE
End Reads / Mate Pairs
• 第三代DNA遗传标记SNP （ single nucleotide polymorphism） ，也是最广泛的遗传标记，是分散于基因组 中的单个碱基的差异。这种差异包括单个碱基的缺失和插入， 但更常见的是单个核苷酸的替换，即单核苷酸的多态性。 到 目前为止已经在人类基因组发现了超过1000万个SNP位点， 平均每300bp中就有一个SNP！
• 物理图谱是指以已知序列的DNA片段（序列标 签位点，sequence-tagged site，STS）在染色体上 的实际位置，位点之间的距离（图距）以碱基对 （bp，kb，Mb）作为测量单位的基因组图。
DNA遗传标记 (DNA marker)
• 第一代DNA遗传标记是RFLP（Restriction Fragment Length Polymorphism）。DNA序列上的微小变化，甚至1个核苷酸 的变化，也能引起限制性内切酶切点的丢失或产生，导致酶 切片段长度的变化。
Public effort- strategy:
基因组DNA大片段文库的构建
• YAC（yeast artificial chromosome,酵母人工染色体）： 含有三种必需成分：着丝粒、端粒和复制起点。是迄 今容量最大的克隆载体，插入片段平均长度为2001000 Kbp，最大的可以达到2 Mbp。
• BAC（Bacterial artificial chromosome），用细菌的F质 粒及其调控基因构建了细菌染色体克隆载体，其克隆 能力在125~150 Kbp左右。以BAC为基础的克隆载体 形成嵌合体的频率较低，转化效率高，而且以环状结 构存在于细菌体内，易于分辨和分离纯化，已被科学 界广泛接受。