基因组中重复序列的意义

从原核生物到真核生物,其基因组中的重复序列呈递增趋势.重复序列的作用也被各种实验所揭示.各种重复序列的类型与它在染色体上的分布密切相关.重复序列不是垃圾,而是影响着生命的进化、遗传、变异;同时它对基因表达、转录调控、染色体的构建以及生理代谢都起着不可或缺的作用.它们的功能及演化也正在被逐步阐明.     

原核生物与真核生物基因组的比较

本文阐述了原核生物与真核生物的区别,特别是从基因组的大小、结构、复制和转录等方面进行了比较,对中学生物教学的相关部分具参考价值,并可加深对这方面的知识的理解。     

基因组中的重复DNA序列

综述了基因组中常见的重复DNA序列,介绍了其可能的产生机理、分布情况和生物学功能。     

用实时定量PCR解决基因组序列组装中的重复序列问题

目的:探寻一种简单、经济的方法,解决基因组序列拼接中的重复序列问题。方法:选取序列拼接中遇到重复序列问题的质粒NDM-BTR,在其与重复序列相关的contigs两端设计引物,进行实时定量PCR,通过观察临界循环数来判断contig之间的位置关系。结果:成功判断出质粒contig之间的位置关系,得到了质粒基因组完成图。结论:实时定量PCR法可用于解决基因组序列拼接中的重复序列问题,相比较传统建立大片段文库更加简单、快速、经济。     

中国明对虾基因组小卫星重复序列分析

通过对中国明对虾基因组随机DNA片断的测序 ,我们获得了总长度约 6 4 10 0 0个碱基的基因组DNA序列 ,从中共找到 172 0个重复序列。其中 ,小卫星序列的数目为 398个 ,占重复序列总数目的 2 3 14 %。这些小卫星序列的重复单位长度为 7- 16 5个碱基 ,集中分布于 7- 2 1个碱基范围内 ,其中以重复单位长度为 12个碱基的重复序列数目最多 ,为 5 8个 ,占小卫星重复序列总数目的 14 5 7%。不同拷贝数目所对应的重复序列的数目情况为 :拷贝数目为 2的重复单位所组成的重复序列数目最多 ,为 137个 ;其次是拷贝数目为 3的重复序列 ,为12 2个 ,且随着拷贝数目的增加 ,由其所组成的重复序列的数目呈递减的趋势。其中一部分序列见GeneBank数据库 ,登录号为AY6 990 72 -AY6 990 76。 398个重复序列分别由 398种重复单位所组成 ,因而小卫星重复序列的类型很多 ,我们初步分成三类 :两种碱基组成类别、三种碱基组成类别和四种碱基组成类别 ,并进一步根据各个重复序列中所含有的碱基种类的数量从大到小排列这些碱基而分成若干小类。从这些分类中可以看出 ,中国明对虾基因组中的小卫星整体上是富含A T的重复序列 ,并具有一定的“等级制度” ,揭示了其与微卫星重复序列之间的关系 ,即一部分小卫星重复序列可能起源于微卫星     

美洲大蠊基因组重复序列分析

重复序列是真核生物基因组的重要组成部分。一些重复序列,如自主型的逆转录转座子LINE,在昆虫的系统进化和遗传多样性研究方面得到了广泛的应用。de novo从头预测和基于同源比对预测相结合的方法被用来搜索美洲大蠊Periplaneta americana基因组,共鉴定出大约占全基因组62%的重复序列。研究发现,散在重复序列中,DNA转座子占美洲大蠊基因组的16.18%;逆转座元件中LINE最多,占基因组的13.64%,SINE和LTR分别占基因组的3.52%和1.32%。LINEs中的Bov Bs亚家族在所有转座子亚家族中比例最高(约6.73%)。美洲大蠊与德国小蠊Blattella germanica相比,除LTR外,其他类型的转座子占基因组的比例均高于德国小蠊。通过分析逆转录转座子反转录酶完整度、氨基酸序列相似度及遗传距离,从美洲大蠊基因组中鉴定出一类BovBs:RTE-1_PAm。BovBs的反转录酶氨基酸序列的系统树表明,美洲大蠊与内华达古白蚁Zootermopsis nevadensis的进化关系比与其同属蜚蠊科Blattidae的德国小蠊的关系更近。昆虫中BovBs的进化关系与传统核基因进化关系的不同,表明转座子的进化相对宿主基因的进化具有一定的独立性。     

分子生物学教材中的真核生物基因组重复序列

现行的高校分子生物学教材中主要以重复频率为依据对重复序列进行分类,对于小卫星DNA及微卫星DNA是属于高度或是中度重复序列存在不同见解。提出依据重复频率及空间结构分布两个方面对重复序列进行分类,并建议按照重复频率将小卫星DNA及微卫星DNA归属于中度重复序列。     

小麦及其近缘种中基因组特异性DNA重复序列的研究进展

本文对小麦族植物中基因组特异性DNA重复序列的分类、基本特征、分离和鉴定方法、在小麦遗传改良中的应用以及未来研究的发展趋势进行了简述。综合已有的研究结果可以看出基因组特异性DNA重复序列是小麦族植物基因组特异性形成的重要构成部分。对基因组特异性DNA重复序列的研究是认识小麦族植物基因组的有效途径之一,基因组特异性DNA重复序列的应用将进一步促进小麦族植物分子细胞遗传学和普通小麦遗传改良研究的进展。 Advances in Studies of Genome-Specific Repetitive DNA Sequences in Wheat and Related Species BAI Jian-rong1,2,JIA Xu1,WANG Dao-wen1 1.The State Key Laboratory of Plant Cell and Chromosome Engineering,Institute of Genetics and Developmental Biology,The Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China; 2.Crop Genetics Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan 030031,China Abstract:In this paper we review recent advances in studies of several aspects of genome specific repetitive DNA sequences in wheat and related species.The available results demonstrate that genome specific repetitive DNA sequences are important components of genome specificity in wheat and related species.Research on genome specific repetitive DNA sequences is essential to the elucidation of genome function.The application of genome specific repetitive DNA sequences will aid molecular cytogenetic studies in wheat and related species and contributes to genetic improvement of common wheat. Key words：wheat;genome specific repetitive DNA sequence;chromosome     

串联重复序列在琴叶拟南芥基因组中的特征探究

串联重复序列广泛存在于真核生物的基因组中,它通过影响染色质的空间结构及基因表达从而影响生物的遗传与进化.本研究以琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)基因组为材料,分析了1～50 bp重复单元的串联重复序列特征.研究发现串联重复序列在基因的5'UTR和启动子区域密度最高(8757 bp/Mb,8430 bp/Mb),而编码区CDS的密度最低(2406 bp/Mb).基因组中重复模体最高的为单核苷酸重复的T/A碱基,5'UTR中包含大量的二核苷酸重复模体,而在CDS中主要是三核酸重复模体.串联重复序列特征在琴叶拟南芥基因组不同区域的差别,显示其与基因表达和调控功能相适应.本研究深入探讨了串联重复序列在植物基因组中的特征及作用,为重复序列调控基因表达及植物基因组进化提供借鉴.     

构巢曲霉菌基因组中的数量可变重复序列的组成和分布

利用已经公布的构巢曲霉菌基因组测序结果,对该真菌已测序基因组(30．1Mb)中的数量可变重复(VNTR)序列进行了较为系统、全面地分析。结果表明,在已经公布的基因组序列中,共有4837个以1—6个核苷酸为基序的VNTR序列(长度大于15bp,匹配值大于80％),其碱基总数占整个基因组碱基数的0．31％,平均6．2kb碱基中分布有一个大于15bp的VNTR。其中数量最多的五碱基VNTR。数量达到1386个,其次为六碱基VNTR(1228个),三碱基VNTR(1199个),这3种VNTR总数达3813个,占VNTR总数的78．8％。数量最少的是二碱基VNTR,只有144个。在9541个开放阅读框架(ORF)中的VNTR总数为1683个,共分布于1356个0RF中。其中只有1个VNTR的ORF为1117个。与其他生物内VNTR的分布类似,在基因编码区中,以三碱基VNTR和六碱基VNTR占绝对优势,在阅读框架中的VNTR中分别占到58．0％和52．9％。编码区的三碱基、六碱基VNTR分别为该菌基因组中相应VNTR总数的约44．4％和38．6％。由于编码区的碱基数占基因组碱基数的59．3％,所以这两种长度的VNTR在编码区中的密度略低于基因组中的平均密度。在编码区上下游300bp调控区,除在编码区数量较多的三碱基VNTR和六碱基VNTR外,其他各种长度的VNTR的比例都超过了10％。可见300bp的上下游调控区域是单碱基、二碱基、四碱基、五碱基VNTR的富集区。在上游区域中,单碱基、二碱基和四碱基VNTR的比例比下游区域中多,五碱基VNTR的数量则基本一致。     

微生物基因组序列测量及其重大意义

微生物基因组测序不仅可使人们更好地了解病原微生物的致病机制以及它们与宿主的相互关系,促进寻找更灵敏及特异的病毒原微生物的诊断,分型手段,而且为临床筛选有效的药物及发展疫苗提供参考,此外,它还能提高对人类相关基因功能的认识,为探讨人类遗传性疾病机制提供参考,本文就微生物序列测定重大的理论及应用价值作一简要概述。     

微生物基因组全序列分析进展

目前已测定了１３种微生物的基因组全序列，为追踪生物进化网络提供了宝贵信息，本文综述了已经取得的重要成果，并提出进一步研究的意见。     

两种微生物的新的基因组序列

本期《自然》杂志发表了常见的粉色面包霉菌Neu rosporacrassa的基因组序列草稿 ,这种生物在上个世纪2 0年代被当作一种实验室用微生物 ,自上个世纪 40年代以来在遗传实验室中被用作一种模型生物。该基因组所编码的蛋白是裂殖酵母的两倍 ,只比果蝇少 2 5 %。在另一篇论文中 ,研究人员对N .crassa基因组的甲基化成分做了分析。N .crassa很适合研究DNA甲基化 ,部分是因为它可在没有甲基化的情况下存活。甲基化的基因似乎是转位子的遗迹 ,会发生由重复段诱导的点突变 ,后者是一种防卫机制 ,即通过使复制的序列突变而将它们剔除两种微生物的…     

原核生物基因组的CDS与ORF序列的几点分析

基因组的开放阅读框（ORF）是基因识别与基因组分析的基础,有多种软件包给出了它们的生成算法,但结果与指标并不统一.本文给出了po-MORF的定义与它的生成算法,证明了由基因组所确定的po-MORF集合的存在与唯一性,并由该生成算法可以得到全部po-MORF序列.我们还比较了若干原核生物基因组中所有CDS与po-MORF序列的相互关系,并讨论了关于基因识别中的有关问题.     

细菌基因组重复序列PCR技术及其应用

细菌中散在分布的DNA重复序列近年来不断被报道,基因外重复回文序列和肠细菌基因间共有重复序列是两个典型的原核细胞基因组散在重复序列。重复序列在染色体上的分布和拷贝数具种间特异性,用它们的互补序列作为引物,以细菌基因组DNA为模板进行PCR扩增反应,反应产物的琼脂糖电泳可以提供非常清晰的DNA指纹图谱,使用此图谱既可对各种微生物进行快速分型及鉴定,又可对它们进行DNA水平上的遗传多样性分析。细菌基因组重复序列PCR技术具有简捷、快速、结果稳定等特点,可对细菌进行分子标记,用于菌株分型、分类鉴定和亲缘关系等方面的研究。     

原核生物基因组肽编码sORFs分布及功能特征

近期,从非编码RNA中发现具有肽编码能力的小开放阅读框(sORFs),激发了人们对这种长期被忽略的基因组元件的研究兴趣,sORFs迅速成为当前重点研究领域.由于表达水平及丰度低、序列短等因素,对肽编码sORFs的有效研究方法及数据资源还很缺乏,现有研究仅集中在少数真核模式生物,对自然界中广泛存在的原核生物研究非常少,肽编码sORFs的发现为目前精准背景下的基因组注释提出严峻挑战.在此背景下,本文首先系统研究了80余种不同类型原核生物中长度小于100个氨基酸的肽编码sORFs分布及功能特征,并对不同长度区间sORFs的序列组成、分布及进化特征进行了对比分析.结果表明,肽编码sORFs在原核生物基因组普遍存在,随着序列长度的降低,其序列复杂度降低,行使的生物功能也相对集中.在此基础上,进一步结合当前肽编码sORFs研究现状,深入总结了肽编码sORFs研究存在的问题及挑战,为今后肽编码sORFs研究奠定了坚实理论基础.     

拟南芥与水稻之间简单重复序列的比较分析

利用Peri,C 语言编写了鉴定和分析简单重复序列的一系列程序,在全基因组水平上分析了拟南芥(Arabidopsisthaliana L.)简单重复序列的分布及简单重复序列和基因的关系.共发现5 652个简单重复序列(≥20bp),大约每20.6kb有1个简单重复序列.拟南芥各染色体之间简单重复序列的密度基本一致.拟南芥的27 480条编码序列中,只有677条编码序列含有725个简单重复序列,其中的3碱基简单重复序列多数对应的是小的亲水性的氨基酸.在拟南芥和水稻(Oryza sativa L.)第4号染色体的高度保守的基因中,简单重复序列却并不保守.通过比较拟南芥和水稻之间简单重复序列的差异,推论出:水稻的全基因组和基因中简单重复序列的密度都比拟南芥大,这可能是水稻基因组序列比拟南芥大的原因之一,水稻基因组中0.21%来自简单重复序列,而拟南芥中只有0.13%;不但不同物种的基因组对简单重复序列的偏好性不同,而且不同物种的基因对简单重复序列的偏好性也不同.在水稻和拟南芥中部发现了一些嵌套性的卫星序列.     

拟南芥与水稻之间简单重复序列的比较分析

利用Perl,C 语言编写了鉴定和分析简单重复序列的一系列程序,在全基因组水平上分析了拟南芥(ArabidopsisthalianaL.)简单重复序列的分布及简单重复序列和基因的关系。共发现5652个简单重复序列(≥20bp),大约每20.6kb有1个简单重复序列。拟南芥各染色体之间简单重复序列的密度基本一致。拟南芥的27480条编码序列中,只有677条编码序列含有725个简单重复序列,其中的3碱基简单重复序列多数对应的是小的亲水性的氨基酸。在拟南芥和水稻(OryzasativaL.)第4号染色体的高度保守的基因中,简单重复序列却并不保守。通过比较拟南芥和水稻之间简单重复序列的差异,推论出:水稻的全基因组和基因中简单重复序列的密度都比拟南芥大,这可能是水稻基因组序列比拟南芥大的原因之一,水稻基因组中0.21%来自简单重复序列,而拟南芥中只有0.13%;不但不同物种的基因组对简单重复序列的偏好性不同,而且不同物种的基因对简单重复序列的偏好性也不同。在水稻和拟南芥中都发现了一些嵌套性的卫星序列。