微卫星在基因组上的分布与功能及其计算方法初步研究PDF电子书下载

摘要 1

Abstract 3

1 文献综述 5

1.1 微卫星研究进展 5

1.1.1 微卫星在基因编码区与非编码区的分布 5

1.1.2 微卫星的功能观点 6

1.1.2.1 染色体组织 7

1.1.2.2 DNA高级结构 7

1.1.2.3 端粒与着丝粒 7

1.1.2.4 DNA代谢过程的调节 7

1.1.2.5 DNA复制与细胞循环 8

1.1.2.6 基因活性调节 9

1.2 微卫星变异的突变机制 10

1.2.1 复制滑动机理 11

1.2.2 重组机理 11

1.2.3 复制滑动与重组的互作 12

1.3 进化基因组学上的遗传重组 12

1.3.1 重组的生物学意义 12

1.3.2 重组的检测 13

1.3.3 检测重组的统计学方法 13

1.3.4 重组检测方法的性能 13

1.3.5 重组与亲缘关系的推断 14

1.3.5.1 系统发生史估计的重组效应 14

1.3.5.2 重组与分子钟 14

1.3.6 网状进化论的表示 15

1.4 着丝粒生物学 15

1.4.1 着丝粒的生物学功能 15

1.4.2 不同物种的着丝粒序列 15

1.4.3 来自于非正常着丝粒的认识 16

1.4.4 着丝粒决定模型 17

1.4.5 着丝粒结构与功能的中的重复序列难题 18

1.4.6 低等真核生物的着丝粒 18

1.4.7 高等真核生物的着丝粒 18

1.4.8 着丝粒的矛盾 19

1.4.9 高等真核生物的着丝粒功能模型 19

1.5 研究思路开题设想 20

2 数据收集与分析方法 22

2.1 数据来源 22

2.2 计算环境 22

2.3 微卫星的计算标准 22

2.4 微卫星含量的定义 22

2.5 程序实现 23

3 结果与分析 25

3.1 微卫星在物种间染色体上的分布 25

3.1.1 微卫星在拟南芥（Arabidopsis thaliana）基因组染色体上的数量分布 25

3.1.2 微卫星在水稻（Oryza sativa SSP.Japonica）基因组染色体上的分布 26

3.1.3 微卫星在人类基因组染色体上的分布 32

3.1.3.1 人类染色体测序与组装进展 32

3.1.3.2 微卫星在人基因组染色体上的分布 32

3.1.3.3 微卫星在人基因组染色体上的分布小结 40

3.1.4 微卫星在酵母（Schizosaccharomyces pombe）基因组染色体上的分布 41

3.1.5 微卫星在染色体上的分布小结 42

3.2 微卫星在物种间的分布 42

3.2.1 微卫星在真核生物物种间的分布 42

3.2.1.1 真核生物基因组大小碱基对数、微卫星模体数和含量之间的关系 43

3.2.1.2 真核生物微卫星模体使用频率 45

3.2.1.3 微卫星模体长度与重复次数的关系 45

3.2.1.4 微卫星重复模体的变异能力统计 45

3.2.1.5 真核生物不同重复模体长度的微卫星特点 48

3.2.2 微卫星含量在病毒及原核基因组上的分析 50

3.2.3 真核生物微卫星与病毒及原核生物微卫星的比较 50

3.2.3.1 微卫星含量的变异 51

3.2.3.2 微卫星模体数的差异 51

3.2.3.3 微卫星含量在病毒基因组亚种间的比较 51

3.3.4 微卫星在真核和原核基因组上的分布性质研究小结 51

3.3 微卫星促进新基因的产生 53

3.3.1 研究孤儿基因的意义 53

3.3.2 水稻基因组的孤儿基因 54

3.3.3 孤儿基因与非孤儿基因的微卫星含量关系 55

3.3.4 在孤儿基因和非孤儿基因之间水稻微卫星的组成比较 55

3.3.5 微卫星与孤儿基因的关系小结 56

3.4 微卫星含量与遗传重组值的相关性 57

3.4.1 微卫星不同长度模体数与重组率的相关性 57

3.4.2 用通径系数分析方法来确定不同长度模体微卫星对重组率的直接贡献率 60

3.5 微卫星在水稻基因组中的分布 60

3.5.1 微卫星在水稻籼稻93-11和粳稻Nipponbare基因组之间的总量趋势的比较分析 61

3.5.2 水稻基因组微卫星在基因内和基因间的比较分析 61

3.5.3 二聚体核苷酸微卫星在基因组各成分上的关系 61

3.5.4 水稻基因组微卫星分布性质小结 62

3.6 本地BLAST比对与结果分解 62

3.6.1 本地BLAST比对 62

3.6.2 比对结果分解 63

3.7 大规模数据的远程计算方法研究 64

3.7.1 大规模数据的TIGR的Intenet远程BLAST计算方法 64

3.7.2 大规模数据的NCBI的Internet远程BIAST计算方法 65

3.7.2.1 基于Bioper1的NCBI远程网络BLAST 66

3.7.2.2 基于LWP的NCBI远程BLAST 68

3.7.2.3 通过Berkeley套接字（Socket）的编程技术 70

3.7.3 Internet远程计算中的多进程与多线程程序设计实现 74

3.7.4 Intenet远程计算中的基于Socket的无阻塞技术 81

4 讨论 82

4.1 微卫星分布的动力学模型 82

4.1.1 微卫星在染色体上的分布 82

4.1.2 微卫星含量与重组率相关性的直接证据 83

4.1.3 微卫星在物种之间的变异 83

4.1.3.1 基因组内微卫星的变异性与PCR多态性的关系 84

4.1.4 微卫星促进新基因的产生 84

4.2 关于微卫星是生物进化动力还是生物进化的痕迹的问题 85

4.3 生物信息学计算之我见 86

4.3.1 数据库技术是计算生物学必需的数据组织与存取基础 86

4.3.2 免费资源的价值 86

4.3.3 网络在生物信息学研究中起了关键作用 87

4.3.4 计算生物学算法语言的选择 87

5 结论 89

参考文献 90

致谢 100

附录 与论文联系较为紧密的表格和Per1源程序 102

附表1 国际水稻基因组计划基因组数据的TIGR注释数据集中通过验证过的孤儿基因表 102

附录2 本研究涉及的部分重要计算程序 145

附录程序1.9311_syd_eom_parse.pl 145

附录程序2.9311.9311est.pl 147

附录程序3.3rd_uniq_jrgp_corn_parse.pl 150

附录程序4.SSR.pl 152

附录程序5.SSR_nature.pm 154

附录程序6.irgp_assembly_parse.pl 156

附录程序7.irgp_assembled_coordset.pl 157

附录程序8.irsgp_assembly_lj.pl 159

附录程序9.irgp_cdna_seq.pl 159

附录程序10.irgp_cDNA_SSR.pl 160

附录程序11.irgp_cdna_SSR_concat.pl 161

附录程序12.irgp_epcr.pl 162

附录程序13.SSR_in_EPCR.pl 179

附录程序14.irgp_genome_SSR_seg.pl 180

附录程序15.ncbiestb1ast.pl 181

附录程序16.sca_reputer.pl 183

附录程序17.segremoteb1ast.pl 186

附录程序18.9311_syd_com_parse.pl 190

附录程序19.arab_SSR.pl 193

附录程序20.get_genbank_access.pl 194

附录程序21.irgp_pseudo.pl 198

附录程序22.tigr.pl 199

附录程序23.eukaryotes.pl 202

附录程序24.eukaryotes_SSR_sing1e.pl 204

附录程序25.ncbi_send.pl 206

附录程序26.ncbi_threads_fetch.pl 209

附录程序27.virus_SSR.pl 211

附录程序28.virus_genome.pl 212

附录程序29.virus_SSR_summary.pl 213