基因组注释的学习资料.pptxVIP

基因组注释的学习资料;;; i) 原核生物中ORF扫描可有效定位基因 原核生物的ORF是指从起始密码子到终止密码子的一段序列，通常代表一个编码蛋白质的基因 start codon: ATG stop condon: TAA, TAG,TGA ;;ii)真核生物ORF扫描程序的修改 不能仅仅根据ORF长度来判断哪种读框正确，因为： a.基因间有大量的非编码序列 b.基因通常含有非编码的内含子，外显子长度往往小于100个密码子 扫描真核生物ORF必须加入的规则： ①密码子偏倚 （codon bias) ②外显子-内含子边界（exon-intron boundaries) ③上游调控序列（upstream regulatory sequence) ;;;Exon-intron boundaries 内含子5’端 或donor site:5’-AG↓GTAAGT-3’ 3’端或 acceptor site:5’-PyPyPyPyPyPyCAG-3’ ;;定位功能性RNA （functional RNA)基因 此类RNA往往具有特征性的二级结构，这些特征可以用来帮助在基因组序列发现它们 ;;;;;常用的基因注释软件 1) ab initio 基因预测软件 GeneScan (/GENSCAN.html) 偏重于运用起始密码子，终止密码，终止信号，剪接供体和受体序列，多聚嘧啶序列，分支点保守序列来进行基因预测 FgeneSH (/berry.phtml) 偏重于运用密码子使用偏好来进行基因预测, 据研究是最快和最准确的预测基因的软件 ; 2）根据同源性进行基因注释 TWINSCAN （/nscan） SGP2 （http://genome.crg.es/software/sgp2/sgp2.html) 任何一种软件都不可能根据所有的特征来编写，所以实际的基因组注释中一般是综合好几种软件程序的结果，以及搜索cDNA数据库的结果等等，最后将信息整合到计算机上，就显示出不同程序而确定的不同序列特征的位置 ;典型基因组注释系统所显示的内容;5.1.3 实验确认基因 依据是任何基因都可转录成RNA拷贝 Northern blotting可以判断DNA序列是否含有表达序列;种属间杂交/动物园杂交（zoo-blotting) 对Northern杂交不易检测到的基因可以采用此法 亲缘关系相近的物种，基因编码区相似性高，非编码区同源性低，因此将某一物种的DNA顺序与来自另一亲缘种的DNA片段进行Southern杂交，如果产生阳性信号，则该区段可能含有基因 ;Zoo-blotting;;5’RACE (rapid amplification of cDNA ends);3RACE;;5.2 确定单个基因功能 5.2.1 计算机预测基因功能 主要依据仍然是同源性比较，同源基因可分为两种： 直向同源基因（orthologous gene/orthlog）:不同物种间的同源基因，来自物种分隔前的同一祖先，结构相似，功能高度保守乃至于几乎相同 横向同源基因（paralogous gene/paralog):同一物种内的同源基因，通常是多基因家族的不同成员，由基因复制并趋异产生，共同的祖先可能存在物种形成之前或者之后 ;;同源性、一致性和相似性 homology:指起源于同一祖先但序列已经发生变异的基因成员，同源性只有“是”和“非”的区别，没有百分比的说法 identity:指同源DNA顺序的同一碱基位置的相同的碱基成员, 或者蛋白质的同一氨基酸位置的相同的氨基酸成员, 可用百分比表示 similarity:同源蛋白质的氨基酸顺序中一致性氨基酸和可取代氨基酸所占的比例 一般认为氨基酸的一致性或相似性大于25%可视为同源基因;;;5.2.2 用实验分析阐明基因功能 通过基因失活进行功能分析 1）基因剔除（gene knock-out) 定义：通过同源重组，一段无关的DNA片段取代某一特定的基因，使其失去功能的技术 原理：在一段无关片段的两侧连接与替换基因两侧相同的顺序，将这一构件导入目的细胞，由于同源片段之间的重组，可以使无关片段取代靶基因整合到染色体中。为了便于筛选,用于取代的外源DNA中含有报告基因 ;;;;3）RNA干扰（RNA interference) 利用双链小RNA高效，特异地降解细胞内同源 mRNA，从而阻断靶基因表达，引起基因表达沉默;5.2.2 用实验分析阐明基因功能 基因过表达用于功能检测 通过增加基因的拷贝数和采用强启动子促使基因超表达，使