Hoorcollege 5: Genome mapping and sequencing Flashcards

You may prefer our related Brainscape-certified flashcards:
1
Q

How many kb can be placed in a P1 Artificial chromosome (PACs)?

A

Inserts up to 300 kb

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

How many kb can be placed in a Bacterial Artificial Chromosome? (BACs)

A

Inserts up to 300 kb

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

How many kb can be placed in a Yeast Artificial Chromosome? (YACs)

A

Inserts up to 2000 kb

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Wanneer werd het humane genoom in kaart gebracht?

A

tussen 1990 en 2000

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Wat was naast het genoom in kaart brengen het doel van HUGO?

A

Om het te sequencen met een error met minder dan een error in 10,000 base-paren en om hulpmiddelen te maken waarbij elk gen gesequenced an worden en om het economisch/high-throughtput aantrekkelijker te maken

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

What is a genomic library?

A

The entire collection of clones derived from a complete genome

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Explain the process of hierarchical shotgun sequencing

A

This approach starts by fragmenting the genomic DNA into (still large) pieces. The pieces are cloned into DNA cloning vectors. Once cloned, each DNA fragment is corporate in bacteria/yeast. During cell division, the foreign DNA fragment is replicated along with the cell’s own DNA (=molecular cloning, to amplify)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Bij hierarchical shotgun sequencing worden fragmenten opgeknipt in stukken… hoe gaat dit proces?

A

Dit gebeurt willekeurig door het DNA mechanisch te breken (door het te soniceren of door een vernevelaar te gebruiken), een proces dat shearing wordt genoemd.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

In hierarchical shotgun sequencing, a physical map of the genome is first constructed… why?

A

So that the position of each BAC clone is known

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

The combination of clones that have the least overlap between them is called .. ?

A

The shortest tiling path

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Kunnen de BAC-klonen direct gesequenced worden?

A

Nee, de klonen zijn nog steeds te groot voor directe sequence en moet het eerst nogmaals ‘gesheared’ worden om kleinere stukken te produceren.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Als het DNA twee maal ‘gesheared’ is kan de sequence informatie geworven worden van veel verschillende individuele DNA fragmenten. Hoe wordt deze puzzel ook wel genoemd?

A

Een leg-puzzel

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Wat is een contig?

A

Een set overlappende DNA-segmenten die samen een consensusregio van DNA vertegenwoordigen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Wat wordt bedoeld met ‘hierarchical’ shotgun sequencing

A

De fragmentatie van het genoom vindt plaats in twee hiërarchische stappen (eerst van het genoom naar een BAC-bibliotheek en vervolgens van een BAC-kloon naar fragmenten van kleine omvang)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Wat is er anders met whole-genome shotgun sequencing en hierarchical shotgun sequencing?

A

Bij whole-genome shotgun sequencing wordt het gehele genoom gelijk in kleinere fragmenten geknipt, bij hierarchical gaat dit in twee stappen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Is whole-genome shotgun sequencing geschikt voor grote of kleine genomen?

A

Kleine(re) genomen, alhoewel tegenwoordig dit ook kan worden gebruikt voor het humane genoom

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Hoe is een fysieke map anders dan een genetische map?

A

Een fysieke kaart drukt uit
de locatie van genen in basenparen, it
daarom is een directe weerspiegeling van de
DNA-sequentie. Een genetische kaart, drukt de locatie van genen in
centiMorgans (cM), een eenheid die is gebaseerd
op recombinatiefrequentie (Een cM
komt overeen met 1% recombinatie
frequentie)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Wat zijn genomische markers?

A

Genomische markers zijn korte sequenties op unieke locaties van het genoom die variatie vertonen binnen individuen van dezelfde soort

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Markers met zeer hoge variatiefrequenties zijn zeer…

A

Polymorf

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Wat zijn de 3 meest gebruikte type polymorfismen?

A
  • RFLPs (restriction fragment length polymorphisms);

- SSLPs (simple sequence length polymorphisms, also called microsatellites) - SNPs (single nucleotide polymorphisms)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Wat zijn restriction fragment length polymorphisms (RFLP’s)?

A

RFLP’s zijn sequenties waarin de variatie ervoor zorgt dat een knipplaats van een restrictie-enzym verschijnt of verdwijnt. Deze variaties kunnen worden gedetecteerd door DNA-fragmenten te verteren met het overeenkomstige restrictie-enzym, waardoor banden van verschillende grootte ontstaan.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Wat is het principe vansimple sequence length polymorphism (SSLPs) ?

A

Dat ze bestaan uit korte repetities van sequences.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Wat zijn andere namen voor SSLPs? (3 antwoorden)

A

Simple sequence repeats (SSRs, simple tandem repeats (STRs) of microsatellites

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Waarvoor wordt single nucleotide polymorphisms (SNPs) toegepast?

A

Variaties dat alleen een single nucleotide beïnvloeden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
Q

Wat is het voordeel van SNPs?

A

Dat er veel SNPs voorkomen in het menselijk genoom en dus kunnen ze een grote hoeveelheid marker op de fysieke map

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
26
Q

Waar worden SNPs veel voor toegepast?

A

voor disease mapping

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
27
Q

Wat is de eerste stap in grote-schaal sequencing?

A

Een ‘bibliotheek’ voor te bereiden van grote fragmenten van genetisch DNA

28
Q

Wat is de meest gebruikte kloon-vector?

A

BACs en PACs

29
Q

Waarom worden YACs niet vaak gebruikt ondanks ze veel meer kb’s kunnen ‘dragen’?

A

Omdat het lastig is om met ze te werken, zoals het isoleren en de instabiliteit.

30
Q

Een sequentie wordt vaak ook gevonden in andere klonen.. hoe veel overlap heeft dat ongeveer?

A

5 tot 8 verschillende klonen

31
Q

Wat is de tweede stap van grote-schaal sequencing?

A

Het fragment opdelen in kleinere stukken

32
Q

De overlappende stukjes DNA die een gebied van het chromosoom overspannen, staan bekend als…

A

contigs (van continuous)

33
Q

Wat is het minimum tiling path?

A

Voor een efficiënte sequentiebepaling is het doel om te beginnen met het kleinste aantal DNA-fragmenten die een aaneenschakeling vormen die het gebied van het chromosoom bedekt dat u wilt sequencen.

34
Q

Er zijn verschillende manieren om contigs te genereren. Noem er 3.

A
  • Southern blotting
  • use of molecular markers
  • analysis of restriction enzyme digests
35
Q

Wanneer verschillende banden dezelfde grootte lijken te hebben in twee verschillende inzetstukken, geeft dit aan dat de twee fragmenten elkaar overlappen. Hoe heet dit proces?

A

“fingerprinting”

36
Q

Hoe kan men voorkomen dat twee licht verschillende groottes fragmenten als dezelfde grootte wordt beschouwd?

A

Mbv high-resolution gel electrophoresis

37
Q

Zelfs met hoge-resolutie gel electrophorese, kunnen er errors ontstaan in dit type van fysiek mapping. Noem er 2

A

Een dergelijke fout kan afkomstig zijn van twee restrictiefragmenten die dezelfde lengte hebben, maar die in feite afkomstig zijn van verschillende sequenties (1). Een ander veel voorkomend probleem is dat van repetitieve elementen die in de meeste genomen worden aangetroffen (2). Omdat de sequentie van deze elementen sterk geconserveerd is, hebben ze de neiging om dezelfde restrictieplaatsen in zich te hebben en dus dezelfde fragmentgroottes te genereren bij splitsing met restrictie-enzymen. Dit kan leiden tot de verkeerde overtuiging dat twee inserts afkomstig zijn van overlappende delen van het chromosoom, terwijl ze in feite slechts hetzelfde herhalende element bevatten.

38
Q

Een andere methode is om beide uiteinden van een insert te isoleren. Elk van de eindstukken wordt vervolgens gelabeld en gebruikt om een genomische bibliotheek te onderzoeken in de vector. Inserts die hybridiseren met de eindprobes worden geïsoleerd. De uiteinden van deze nieuw geïsoleerde klonen worden vervolgens als probes gebruikt en het proces wordt herhaald. Hoe heet deze methode?

A

HybridiEnd hybridisation

39
Q

Kan southern blotting gebruikt worden om een contig te genereren?

A

Ja

40
Q

Wat is ‘positionele klonering’?

A

Een strategie om een gen te konen op basis van de mapped position op het chromosoom

41
Q

Wat is een veelgebruikte methode voor positionele klonering?

A

Chromosoom lopen (walking)

42
Q

Hoe kan je identificeren welke klonen jouw gen bevatten?

A

Bacteriële colonie hybridisatie

43
Q

Restrictie enzymen knippen DNA op specifieke plekken. Wat voor sequences zijn dit vaak?

A

Palindromic sequences.

44
Q

Hoe lang zijn vaak de overlappende fragmenten voor sequencing?

A

2-10 kb

45
Q

Sanger methode maakt gebruik van…

A

Di-deoxysequencing

46
Q

Wat zijn de 4 stappen van een vorm van NGS?

A

1) library preparation (fragmenting a gDNA sample and ligating specialized adapters to both fragment ends)
2. Cluster amplification (library is loaded into a flow cell and the fragments are hybridized tot he flow cell surface. each bound fragment is amplified into a clonal cluster through bridge amplification)
3. Sequencing (sequencing reagents are added, the flow cell is imaged and the emission from each cluster is recorded. the emission wavelength and intensity are used to identify the base)
4. Alignment and Data analysis (reads are aligned to a reference sequence with bioinformatics software)

47
Q

Welke typen NGS technieken zijn er?

A
  • Sanger-like fluorescence detection
  • Light detection
  • Proton detection
48
Q

Wanneer ‘probes’ met eindfragmenten wordt gecombineerd met het zoeken naar overlappende restrictiefragmenten, wordt de resulterende procedure…

A

chromosoomwandelen

49
Q

Wat zijn de stappen van chromosoomwandelen?

A

(1) Dit proces begint meestal met genetische mapping die identificeert dat een fysieke marker is gekoppeld aan een locus van belang (bijv. Een locus voor een ziektekenmerk). (2) Een kloon die de fysieke marker bevat, wordt vervolgens geïsoleerd en de uiteinden ervan worden gebruikt om een genomische bibliotheek te onderzoeken. (3) De hybridiserende klonen worden gezuiverd en vervolgens geknipt met restrictie-enzymen. (4) Vergelijking van de afmetingen van de restrictiefragmenten wordt gebruikt om het inzetstuk met de kortste overlap te identificeren (de overlap die zich het verst van het inzetstuk uitstrekt met de fysieke markering). (5) Van het uiteinde van deze kloon wordt vervolgens een sonde gemaakt die deze in de gewenste richting verlengt. (6) Deze sonde wordt gehybridiseerd met de genomische bibliotheek en het proces wordt herhaald.

50
Q

Welke techniek wordt gebruikt voor automated sequencers?

A

vierkleuren / eenbaans sequencing met fluorescent gelabelde dyedeoxy-nucleotiden

51
Q

Welke techniek wordt gebruikt voor high-throughput modellen?

A

capillaire elektroforese voor scheiding van de reactieproducten.

52
Q

Wat is het doel van genoom annotation?

A

Genoomannotatie specificeert de locatie van genen in het genoom, hun exons en introns, regulerende sequenties zoals TATA-boxen en polyA-additieplaatsen en repetitieve elementen. Al deze informatie is cruciaal om te begrijpen welke sequenties in het genoom coderen voor eiwitten of functionele RNA-moleculen

53
Q

wat is het aantal eiwitcoderende genen?

A

20,000

54
Q

Hoe veel niet-eiwit coderend RNA is er?

A

24,000

55
Q

Welke drie bronnen kunnen gebruikt worden als experimenteel bewijs om de functie van genen te voorspellen?

A
  • Expressed sequence tags (ESTs)
  • RNA sequencing
  • Protein mass spectrometry
56
Q

Welk proces wordt hier omschreven: De eerste stap in deze alternatieve benadering was om een cDNA-bibliotheek te maken van RNA dat was geëxtraheerd uit het weefsel of celtype van interesse. Vervolgens werden cDNA-klonen willekeurig geselecteerd en van een of beide uiteinden de sequentie bepaald. Belangrijk is dat er geen poging werd gedaan om de volledige sequentie van de kloon te verkrijgen; slechts een korte reeks van een van de uiteinden. Dit versnelt het proces en vergemakkelijkt zo de ontdekking van veel verschillende fragmenten

A

Expressed sequence tag

57
Q

Wat is een library?

A

Een collectie clones

58
Q

Wat is de ‘oude’ methode om een library te maken?

A
  1. isoleer mRNA (met poly-A-staart)
  2. maak cDNA mbv reverse-transcriptase
  3. clone DNA fragmenten = cDNA library
59
Q

Wat is een genomische library?

A

Een collectie van plasmiden die stukjes genetisch DNA bevatten

60
Q

Wat is een cDNA library?

A

Een collectie plasmiden die stukjes cDNA bevatten

61
Q

Wat is het voordeel van EST sequencing tov genetische sequencing?

A

EST is relatief goedkoper om uit te vinden hoe onbekende genen worden expressed, en geeft een representatie van de expressie in de cel

62
Q

Wat is het nadeel van EST sequencing?

A

Er is geen informatie over de upstream/downstream regulatorische sequenties, het bevat in totaal maar 6-% van de genen in het genoom en geeft geen informatie over de locatie van de sequentie

63
Q

Is EST sequencing verouderd?

A

Ja, want inmiddels is het hele genoom al in kaar gebracht

64
Q

What is the process of RNA sequencing?

A

Such a cDNA library is made by first extracting RNA from tissue . Using the enzyme reverse transcriptase, the RNA is copied into complementary DNA, or cDNA . The resulting cDNA fragments are cloned, giving rise to the cDNA library . A large number of cDNA fragments are subsequently sequenced

65
Q

What does RNA sequencing represent (in the cell)

A

RNA sequencing provides a snapshot of all the sequences that are expressed as RNA at a given time in the tissue analyzed

66
Q

What is the difference between RNA sequencing and ESTs?

A

In contrast to ESTs, RNA sequencing aims to identify the full sequence of each transcript