Week 5 Genome analysis 3
Sequencing 3
Genome assembly 6
Annotation 9
Genome variation 11
A beginner’s guide to eukaryotic genome annotation 12
Vragen 16
Week 6 Comparative genomics 18
Introductie comparative genomics 18
Genome alignment / dot plots / collinearity / syntheny 19
Selection (conservation) in a genome alignment 21
Gene prediction 22
Function 22
Week 7: Gene and genome duplications 26
Phylogenetic trees are unrooted & how to root 26
Rooting trees via duplications: rooting the tree of life 28
Annotating duplications in gene trees allows timing of the duplication 29
Ancient whole genome duplications (WGD) leave a footprint a intra-species long co-linear
blocks of homologous chromosomal regions 30
Ancient whole genome duplications are more frequent than anticipated, and seem to have
generated genetic material for evolutionary innovations. 30
Transposons 31
Vragen 33
Week 8: Recent human genome evolution 42
Recent evolution / evolution of populations / population genetic variation is a distinct type
of comparative genomics 42
Insights into human evolution from the study of rapidly evolving and/or mitochondrial / Y
chromosome markers 44
Insights into human evolution from the study of autosomal DNA and ancient DNA 45
Positive Selection in the human genome 48
Copy Number variation 51
Vragen 52
Week 9: Functional Genomics 56
Functional genomics 56
Forward genetics 57
Reverse genetics 59
RNAi mutations, and controlled expression 62
Redundancy and genetic interactions 63
,Genome editing and gene drive 65
Synthetic biology 67
The indispensable genome 71
Vragen 72
,Week 5 Genome analysis
Sequencing
Human genome project: het volledige genoom willen sequencen zodat we meer te weten
kunnen komen over ziektes. Het is de aanleiding geweest voor alle sequencing methoden die
we nu kennen.
- Begonnen in 1990 kijken naar chromosomen
- Afgerond in 2004
Sanger sequencing is afhankelijk van 2 belangrijke principes:
- DNA kan gescheiden worden op grootte
- DNA (elongation) kan chemisch gemodificeerd worden: chain-terminating inhibitors
Elk nucleotide bevat een andere stop en door deze, in een kleine hoeveelheid, toe te voegen
stopt de elongatie af en toe. Hierbij krijg je steeds verschillende lengtes in DNA die
bijvoorbeeld allemaal op een T kunnen eindigen. Deze kan je dan vervolgens in omgekeerde
volgorde aflezen.
Key points van Sanger methode
1. Sequencing by syntheses, not degradation
2. Radioactive primers hybridize to DNA
3. Polymerase + dNTPs + ddNTP terminators at low
concentration
4. 1 lane per base, visually interpret ladder
Lee Hood automation = automatisering van het sequencing door het DNA op grootte te
scheiden in een apparaat, kleinere stukjes kwamen er eerder uit dan grotere stukjes, dit deed
hij in een glas capillair. Voorheen moest je ook voor elke nucleotide stop een aparte gel
maken, Hood bedacht om aan elke nucleotide (ddNTP terminator) een verschillende
fluorescente kleur te hangen waardoor je ze allemaal tegelijkertijd kon laten lopen.
, The competing human genome project:
- Whole genome shotgun door private
corporation: al het DNA in 1 sample
brengen en fragmenteren en elk stukje
sequencen met Sanger.
- Hierarchical shotgun door universiteiten:
groot stuk DNA in kleine stukjes knippen
en deze kleine stukjes per element
fragmenteren en in een bacterie tot
expressie brengen. In de bacterie deze
kleine stukjes DNA sequencen en deze
daarna aan elkaar plakken om weer een
groot stuk DNA te vormen.
Next-generation sequencing
454 sequencing (Roche): 1e next-generation sequencer maar is te duur
- Je begint met grote hoeveelheid DNA
- Stukken DNA worden gefragmenteerd
- Aan beiden kanten van het DNA fragment wordt een verschillende adapter gezet
- Deze DNA fragmenten met adapters worden in een oplossing geplaatst samen met
kleine magnetische beads. Er zitten op de beads compatibele adapters met de adapters
van de DNA fragmenten
- 1 bead bindt aan 1 DNA fragment
- Op de bead vindt emulsie PCR plaats -> op de bead wordt 1 stukje DNA
geamplificeerd, dit is nodig voor voldoende signaal
- Deze beads, die allemaal duizenden kopieën van hetzelfde DNA bevatten (elke bead
van ander DNA), worden op een plaat met kleine putjes geladen -> PTP loading. Elk
putje bevat 1 bead
- PCR op de bead per nucleotide, wanneer een nucleotide bindt ontstaat er een licht
signaal door luciferase samen met luciferin. Omdat op de bead 1000 keer hetzelfde
molecuul zit, zal je bij binding de som van 1000 licht flitsen krijgen
Sequencing 3
Genome assembly 6
Annotation 9
Genome variation 11
A beginner’s guide to eukaryotic genome annotation 12
Vragen 16
Week 6 Comparative genomics 18
Introductie comparative genomics 18
Genome alignment / dot plots / collinearity / syntheny 19
Selection (conservation) in a genome alignment 21
Gene prediction 22
Function 22
Week 7: Gene and genome duplications 26
Phylogenetic trees are unrooted & how to root 26
Rooting trees via duplications: rooting the tree of life 28
Annotating duplications in gene trees allows timing of the duplication 29
Ancient whole genome duplications (WGD) leave a footprint a intra-species long co-linear
blocks of homologous chromosomal regions 30
Ancient whole genome duplications are more frequent than anticipated, and seem to have
generated genetic material for evolutionary innovations. 30
Transposons 31
Vragen 33
Week 8: Recent human genome evolution 42
Recent evolution / evolution of populations / population genetic variation is a distinct type
of comparative genomics 42
Insights into human evolution from the study of rapidly evolving and/or mitochondrial / Y
chromosome markers 44
Insights into human evolution from the study of autosomal DNA and ancient DNA 45
Positive Selection in the human genome 48
Copy Number variation 51
Vragen 52
Week 9: Functional Genomics 56
Functional genomics 56
Forward genetics 57
Reverse genetics 59
RNAi mutations, and controlled expression 62
Redundancy and genetic interactions 63
,Genome editing and gene drive 65
Synthetic biology 67
The indispensable genome 71
Vragen 72
,Week 5 Genome analysis
Sequencing
Human genome project: het volledige genoom willen sequencen zodat we meer te weten
kunnen komen over ziektes. Het is de aanleiding geweest voor alle sequencing methoden die
we nu kennen.
- Begonnen in 1990 kijken naar chromosomen
- Afgerond in 2004
Sanger sequencing is afhankelijk van 2 belangrijke principes:
- DNA kan gescheiden worden op grootte
- DNA (elongation) kan chemisch gemodificeerd worden: chain-terminating inhibitors
Elk nucleotide bevat een andere stop en door deze, in een kleine hoeveelheid, toe te voegen
stopt de elongatie af en toe. Hierbij krijg je steeds verschillende lengtes in DNA die
bijvoorbeeld allemaal op een T kunnen eindigen. Deze kan je dan vervolgens in omgekeerde
volgorde aflezen.
Key points van Sanger methode
1. Sequencing by syntheses, not degradation
2. Radioactive primers hybridize to DNA
3. Polymerase + dNTPs + ddNTP terminators at low
concentration
4. 1 lane per base, visually interpret ladder
Lee Hood automation = automatisering van het sequencing door het DNA op grootte te
scheiden in een apparaat, kleinere stukjes kwamen er eerder uit dan grotere stukjes, dit deed
hij in een glas capillair. Voorheen moest je ook voor elke nucleotide stop een aparte gel
maken, Hood bedacht om aan elke nucleotide (ddNTP terminator) een verschillende
fluorescente kleur te hangen waardoor je ze allemaal tegelijkertijd kon laten lopen.
, The competing human genome project:
- Whole genome shotgun door private
corporation: al het DNA in 1 sample
brengen en fragmenteren en elk stukje
sequencen met Sanger.
- Hierarchical shotgun door universiteiten:
groot stuk DNA in kleine stukjes knippen
en deze kleine stukjes per element
fragmenteren en in een bacterie tot
expressie brengen. In de bacterie deze
kleine stukjes DNA sequencen en deze
daarna aan elkaar plakken om weer een
groot stuk DNA te vormen.
Next-generation sequencing
454 sequencing (Roche): 1e next-generation sequencer maar is te duur
- Je begint met grote hoeveelheid DNA
- Stukken DNA worden gefragmenteerd
- Aan beiden kanten van het DNA fragment wordt een verschillende adapter gezet
- Deze DNA fragmenten met adapters worden in een oplossing geplaatst samen met
kleine magnetische beads. Er zitten op de beads compatibele adapters met de adapters
van de DNA fragmenten
- 1 bead bindt aan 1 DNA fragment
- Op de bead vindt emulsie PCR plaats -> op de bead wordt 1 stukje DNA
geamplificeerd, dit is nodig voor voldoende signaal
- Deze beads, die allemaal duizenden kopieën van hetzelfde DNA bevatten (elke bead
van ander DNA), worden op een plaat met kleine putjes geladen -> PTP loading. Elk
putje bevat 1 bead
- PCR op de bead per nucleotide, wanneer een nucleotide bindt ontstaat er een licht
signaal door luciferase samen met luciferin. Omdat op de bead 1000 keer hetzelfde
molecuul zit, zal je bij binding de som van 1000 licht flitsen krijgen
