人类基因组计划物理图谱

人类基因组计划物理图谱物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息,它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的

绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来

DNA物理图谱是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序,即酶切片段在DNA链上的定位

因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的,核苷酸序列不同的DNA,经酶切后就会产生不同长度的DNA片段,由此而构成独特的酶切图谱

因此,DNA物理图谱是DNA分子结构的特征之一

DNA是很大的分子,由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分,这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题,故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图

广义地说,DNA测序从物理图谱制作开始,它是测序工作的第一步

制作DNA物理图谱的方法有多种,这里选择一种常用的简便方法──标记片段的部分酶解法,来说明图谱制作原理

用部分酶解法测定DNA物理图谱包括二个基本步骤:⑴完全降解选择合适的限制性内切酶将待测DNA链(已经标记放射性同位素)完全降解,降解产物经凝胶电泳分离后进行自显影,获得的图谱即为组成该DNA链的酶切片段的数目和大小

⑵部分降解以末端标记使待测DNA的一条链带上示踪同位素,然后用上述相同酶部分降解该DNA链,即通过控制反应条件使DNA链上该酶的切口随机断裂,而避免所有切口断裂的完全降解发生

部分酶解产物同样进行电泳分离及自显影

比较上述二步的自显影图谱,根据片段大小及彼此间的差异即可排出酶切片段在DNA链上的位置

下面是测定某组蛋白基因DNA物理图谱的详细说明

完整的物理图谱应包括人类基因组的不同载体DNA克隆片段重叠群图,大片段限制性内切酶切点图,DNA片段或一特异DNA序列(STS)的路标图,以及基因组中广泛存在的特征型序列(如CpG序列、Alu序列,isochore)等的标记图,人类基因组的细胞遗传学图(即染色体的区、带、亚带,或以染色体长度的百分率定标记),最终在分子水平上与序列图的统一

基本原理是把庞大的无从下手的DNA先“敲碎”,再拼接

以Mb、kb、bp作为图距,以DNA探针的STS(sequence tags site)序列为路标

1998 年完成了具有52,000个序列标签位点(STS),并覆盖人类基因组大部分区域的连续克隆系的物理图谱

构建物理图的一个主要内容是把含有STS对应序列的DNA的克隆片段连接成相互重叠的“片段重叠群(contig)”

用“酵母人工染色体(YAC)作为载体的载有人DNA片段的文库已包含了构建总体覆盖率为100%、具有高度代表性的片段重叠群”,近几年来又发展了可靠性更高的BAC、PAC库或cosmid库等

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