哺乳动物基因组插入、缺失的模式研究

摘要

多种哺乳动物基因组数据，尤其是人类基因组数据的完成，标志着当代生物学进入了后基因组时代。在基因组的以千兆为计量单位的序列中，蕴藏着丰富且未知的信息。将其中大量的信息提取并加以分析，成为后基因组时代挑战当代生物学家的一大难关。基因组研究的一个主要目的是研究物种或个体基因组间的差异，这些差异又是由遗传变异造成的。一种改变遗传变异的机制是突变。突变有很多种形式，遗传密码中一个位点的碱基变成另一个碱基的突变称为点突变；一个基因中一段DNA的插入或缺失分别是一个插入或缺失；另外，基因或部分基因可能倒位。插入、缺失及替换是进化过程中三种主要的突变形式。研究表明，替换发生的频率是插入、缺失的数倍，然而在基因组进化中插入、缺失起主要作用。因此，研究插入、缺失的模式对于研究哺乳动物基因组的进化机制非常有必要。序列比对是研究基因组间差异及物种进化等方面的强有力的工具。进行序列比对的核心是得分系统，包括得分矩阵和罚分方式，主要由插入、缺失及替换的分布推导演变而来。本研究的主要目的是通过研究插入、缺失的模式来获取插入、缺失与替换一位的,具有坚定进化基础的对位的得分系统，从而为获得正确的序列对位坚实的理论基础。 本文从UCSC数据库下载28个脊椎动物基因组的多重序列比对结果，并编程挑选其中的15个哺乳动物基因组，统计插入、缺失的数目，计算其发生频率，进而分析其分布特征。主要获得如下结果：(1)单个核苷酸的插入、缺失发生频率最高，分别占总插入的28.63％到41.78％，总缺失的26.54％到45.93％；(2)研究14个物种的长度不超过10bp的插入缺失表明，除了Opossum，插入较缺失发生频繁，缺失插入总个数比为0.85：1；其他物种的缺失都比插入发生更频繁，缺失插入总个数比从1.21变到1.87。本研究所用插入、缺失数据是先前此类研究的很多倍，所得结果却基本一致。因此，高频率的单个核苷酸的插入、缺失及缺失比插入发生频率似乎是基因组进化中的一种普遍现象；(3)插入、缺失的发生频率随着其长度的增加而减少；(4)与幂函数相比，伽玛分布的拟合效果更好，更能精确地描述插入、缺失的长度分布。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

第二章材料和方法

2.1材料

2.2方法

2.2.1哺乳动物基因组的多重序列比对的获得

2.2.2插入与缺失的确定

2.2.3插入与缺失发生频率的计算

2.2.4数据的拟合

2.2.5图形的绘制与编辑

第三章结论与讨论

3.1结论部分

3.1.1插入、缺失的形式

3.1.2插入、缺失长度分布的拟合

3.2讨论部分

第四章结论

参考文献

致谢

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