【轉(zhuǎn)錄組-1】RNAseq基本知識(shí)

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概念

廣義:轉(zhuǎn)錄組(transcriptome)是特定細(xì)胞在某一功能狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄本的總和芋类。同一細(xì)胞在不同的生長(zhǎng)時(shí)期及生長(zhǎng)環(huán)境下,其基因表達(dá)情況是不完全相同的,具有特定的空間性和時(shí)間性磷支。

狹義:轉(zhuǎn)錄組是指直接參與蛋白質(zhì)的mRNA的總和

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各種RNA的功能

mRNA:編碼基因
tRNA:攜帶氨基酸到核糖體上進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成
rRNA:與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體,作為蛋白質(zhì)生物“合成”的裝配機(jī)

micro RNA/mi RNA :調(diào)控基因表達(dá)
snoRNA(核仁小RNA):參與rRNA成熟加工
snRNA(核內(nèi)小分子RNA):參與mRNA的剪接
gRNA(引導(dǎo)RNA):參與RNA編輯
SRP-RNA(信號(hào)識(shí)別顆粒)參與蛋白質(zhì)分泌
dsRNA(雙鏈RNA):基因沉默
IncRNA長(zhǎng)鏈非編碼RNA:表達(dá)調(diào)控
······


RNA-seq分類(lèi)

  • 1.測(cè)序物種:原核轉(zhuǎn)錄組和真核轉(zhuǎn)錄組 還有宏轉(zhuǎn)錄組

  • 2.建庫(kù)測(cè)序類(lèi)型:常規(guī)轉(zhuǎn)錄組和 鏈特異性轉(zhuǎn)錄組(可以識(shí)別來(lái)自那一條鏈)

  • 3.有無(wú)參考序列: 有參考序列的RNAseq和無(wú)參考序列的denovo RNA-seq

  • 4測(cè)序目標(biāo):IncRNA食寡、sRNA等


RNA與DNA測(cè)序之間的差異

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轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展

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分子雜交:RT-PCR(Real Timeq PCR)通過(guò)對(duì)經(jīng)典PCR擴(kuò)增反應(yīng)中的每個(gè)循環(huán)產(chǎn)物熒光信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)雾狈,我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模板的定量分析,通過(guò)正確設(shè)定引物(primer)和探針(probe),qRT-PCR技術(shù)可以很大范圍內(nèi)定量檢測(cè)目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本的拷貝數(shù)抵皱,即表達(dá)水平善榛。

EST(Expressed sequence tags):表達(dá)序列標(biāo)簽。是指從不同組織來(lái)源的cDNA序列呻畸,通過(guò)對(duì)一個(gè)隨機(jī)選擇的cDNA克隆進(jìn)行單次測(cè)序來(lái)獲得cDNA的部分序列移盆,只要測(cè)序到一個(gè)基因的EST片段,就能證明這個(gè)基因是有表達(dá)的伤为。EST是基于測(cè)序的咒循,并不需要事先知道待檢測(cè)轉(zhuǎn)錄本的序列。

基因表達(dá)的連續(xù)分析技術(shù)(Serial Analysis of Gene Expression,SAGE)能同時(shí)對(duì)上千個(gè)轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行研究钮呀。
SAGE技術(shù)的主要依據(jù)有兩個(gè):
(1)一個(gè)9~10堿基的短核苷酸序列標(biāo)簽包含足夠的信息剑鞍,足以特異性的確定某一種轉(zhuǎn)錄本。
(2)如果將短片段標(biāo)簽相互連接爽醋,集中形成長(zhǎng)的DNA分子蚁署,則對(duì)該克隆進(jìn)行測(cè)序?qū)⒌玫酱罅窟B續(xù)的單個(gè)標(biāo)簽,并能以連續(xù)的數(shù)據(jù)形式輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理蚂四,這樣就可以對(duì)數(shù)以千計(jì)的mRNA轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行分析光戈,這個(gè)和DGE技術(shù)有些類(lèi)似。

基因芯片(genechip)也叫微陣列( microarray)通過(guò)將幾十萬(wàn)個(gè)不等的探針(probe)分子固定在約1厘米見(jiàn)方的固體片基上制成遂赠。利用核苷酸分子在形成雙鏈時(shí)堿基互補(bǔ)配對(duì)的原理久妆,微陣列可以一次性檢測(cè)出樣本中所有與探針互補(bǔ)的核苷酸片段,從而快速得到樣本中基因的表達(dá)譜(expression profile)
缺陷:只能檢測(cè)已知物種的轉(zhuǎn)錄表達(dá)情況跷睦,無(wú)法檢測(cè)芯片中不包含的序列筷弦,并且不容易定量。

數(shù)字基因表達(dá)譜DGE(Digital Gene Expression Profiling)DGE利用新一代高通量測(cè)序技術(shù)和高性能計(jì)算分析技術(shù)抑诸,能夠全面烂琴、經(jīng)濟(jì)、快速的檢測(cè)到某一物種特定組織在特定狀態(tài)下的基因表達(dá)情況蜕乡。
缺陷: 基于序列標(biāo)簽進(jìn)行測(cè)序奸绷,只能適用于真核生物,不適合原核生物层玲。

以上技術(shù)缺陷:
第一: 需要依賴(lài)已知參考序列号醉,如果沒(méi)有一直序列反症,就無(wú)法捕獲。
第二:通量低畔派,一次不能捕獲全部的轉(zhuǎn)錄情況
第三:只能定性铅碍,不能定量,只能確定有無(wú)父虑,不能確定多少该酗。只能確定一個(gè)基因是否表達(dá),不能確定表達(dá)量的多少士嚎。
第四: 不適合所有物種


RNA-seq與基因芯片的比較

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RNA-seq技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  • 1RNAseq直接得到核酸序列信息呜魄,除了可以得到基因表達(dá)量的差異,更可以檢測(cè)RNA結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變異莱衩。

  • 2 開(kāi)放性的轉(zhuǎn)錄組分析:無(wú)需參考基因組信息爵嗅,無(wú)需設(shè)計(jì)探針,不但能檢測(cè)已知基因還能發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本笨蚁。

  • 3 在測(cè)序覆蓋度足夠大時(shí)能夠檢測(cè)細(xì)胞中的低豐度轉(zhuǎn)錄本睹晒。

  • 4 隨著測(cè)序深度的增加,可以獲得更廣的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍括细,能夠同時(shí)鑒定和定量高豐度和低豐度轉(zhuǎn)錄本伪很,定性和定量都更加準(zhǔn)確。

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