基因组学与蛋白质组学复习思考题1．基因组计划三步曲：（1）测序－组装－解读遗传信息－提供基因组草图序列/精确序列和释放数据库；（2）基因组作图与整合－精细图谱绘制与图位克隆；（3）基因功能鉴定。简要说明这“三步曲”的主要内容、目的和相互关系？第一步：1.测序，用链终止法、化学降解法或者自动化测序（应用核苷酸荧光染料标记物或者毛细管电泳提高测序效率和减少误差）的方法获得不同片段的序列数据；2.组装，根据所测得的序列数据的两端序列的重复性，将序列进行拼接（由计算机软件完成），形成基因组序列；3.解读遗传信息和提供基因组草图序列以及精确序列，对组装完成的序列进行解读就是通过软件分析、基因定位、同源性和相似性分析将序列中所有可能含有的基因进行注释和定位，这些基因包括已经在其他物种（与测序的物种的亲缘性无论高低）的基因组中已经被解读了的“已知基因（又叫旧基因）”和在其他物种中还没有被解读的“新基因”，将其标记出来并注释基因的功能、序列和位置等，绘制称为基因组草图，将其上传到NCBI网站上供全世界使用。第二步：1.基因组作图与整合，采用杂交试验、家系分析构建遗传连锁图谱，利用限制性片段长度多态性和STS（标签位点）作图对基因组的每条染色体的物理图谱进行定位，然后将前两者（遗传连锁图谱和物理图谱）进行整合，随后对整合后获得的图谱进行重新验证以消除误差，最终得到一份精细图谱。2.图位克隆，通过确定和目的基因完全连锁的分子标记，最终确定突变基因的位置和序列的手段。第三步：基因功能的鉴定，1.对于一个基因，可以先将其序列进行同源性搜索比对，当能够找到与其相似或者相同的序列的已知基因时，就可以初步确定这个基因的功能，只要再做好生物学实验进行验证即可；2.当不能找到序列相似或是相同的序列时，可进行结构域扫描分析，需找超基因家族（指序列没有同源性但是其编码的蛋白质功能相似的不同基因，其蛋白质产物相似的结构域预示着有相同或者相似的功能），然后通过其超基因家族的基因功能预测目标基因的功能，最后通过生物学实验验证。方法是通过基因序列找到其氨基酸序列，用氨基酸序列推测蛋白质结构并确定结构域，再通过结构域的相似性或关键位点的氨基酸序列寻找超基因家族；3.对于以上方法都不能鉴定的基因，可用协同进化的方法进行注释，例如在寻找不同物种间与其同时出现或者同时消失的基因，通过那个基因的功能预测该基因的功能。4.所有的基因功能鉴定，都必须要有不同水平（DNA、RNA、蛋白质水平等）的生物学实验的证明，才能最终确认基因的功能。三部曲是紧密相连的，其中第一步是第二步和第三步的基础工作，换言之没有测序就没有基因组草图，更没有精确的物理图谱和基因功能的鉴定。基因组计划的三步是按部就班完成的，第二步的精细图谱是承接第一步的草图和第三步的基因功能鉴定的桥梁，只有在草图的基础上最终确定了精细的序列图谱，并且有足够的分子标记，才能给基因定位，才能准确的知道基因的位置。基因的功能鉴定则是在图谱绘制的基础上对生物的整个基因组的详细注释，使得测序完成的基因序列具备实用性。2．对重叠克隆群获得的测序片段进行组装的纠错包括哪些策略？（1）重叠克隆片段两末端序列；（2）作图法测序和鸟枪法测序；（3）基因组测序的覆盖度。简述这3种策略的内涵。第一，重叠克隆群两末端序列：最早采用的方法，就是利用重叠克隆片段两末端的重叠序列，将不同的克隆片段连接成为完整的染色体序列。第二，作图法测序和鸟枪法测序：鸟枪法测序又叫全基因组随机测序，是通过构建不同长度的插入片段的基因组文库，其中包括40kb以下的采用质粒作为克隆载体的重叠克隆群，这些重叠克隆群可以降低采用BAC作为载体的大片段重叠存在的序列误差。第三，基因组测序的覆盖度：覆盖度是指随机测序获得的序列总长度占基因组总长度的百分比，覆盖度越大，获得的关于该物种的基因组信息越全面。3．计算机软件解读基因组遗传信息包括哪些“基因”特征的限制？同源性搜索注释获得的已知基因和未注释的未知基因可为社会学、医学、农学、考古学等应用学科和应用基础学科，特别是为基础学科研...
