生信课程笔记10-变异的识别

如题所述

第1个回答  2022-06-07

宅在家两个多月,不知不觉已经是春天了,也许距离返校的日子更近了吧...

变异 ,指的是实际测序数据与国际规定的参考基因组之间的区别。很多变异其实只是造成人类多样性的原因。 突变 ,指的是那些与疾病相关的变异。
举个例子:ENSEMBL等规定的人类参考基因组文件某位置是AAAAA,然后一个人实际测序得到的序列为AGCAA,那么相比于参考基因组,这个人就有2个变异位点。对于第2个位置,如果查看所有已知的测序,绝大部分人都是G,说明是参考基因组出现了问题,这个变异就不能称作突变。对于第3个位置,如果查看所有已知的测序,绝大部分人都是A,而恰好有一个人不是A,但他是个患者,那么这个变异就是突变了。

SNP(single nucleotide polymorphism):单核苷酸多态性。 个体间基因组DNA序列同一位置单个核苷酸变异(替换、插入或缺失)所引起的多态性。在人类基因组中SNP分布普遍并且密度较大,总数超过107, 平均每300bp(也有说1kbp)就有一个SNP。或称单核苷酸位点变异SNV。
INDEL(insertion-deletion):插入和缺失。 基因组上小片段(>50bp)的插入或缺失。
CNV(copy number variation):基因组拷贝数变异。 基因组中大片段的DNA形成非正常的拷贝数量。比如一个基因在染色体的一条染色单体上的数目为1,但是在染色体复制过程中,复制结束后该基因在染色单体数目由1变成了2或者n。它发生的频率远远高于染色体结构变异,并且整个基因组中覆盖的核苷酸总数大大超过SNP的总数。
SV(structure variation):结构变异。 染色体大片段的插入与缺失,染色体内部的某区域发生翻转颠换,两条染色体之间发生重组。

一般情况下只分析SNP,其它类型的变异分析有难度或不准确。
来自两个不同个体的DNA片段AAGCCTA和AAGCTTA为等位基因。几乎所有常见的SNP位点只有两个等位基因。
在人体中,SNP的发生机率大约是0.1%,也就是每1000个碱基对就可能有一个SNP(密度高)。对疾病发生和药物治疗有重大影响的SNP,估计只占数以百万计SNP的很小一部分。
SNP位点的分布是不均匀的,在非转录序列比在转录序列更常见。编码区的单核苷酸多态性——编码 SNP(coding SNP,cSNP)也有同义和非同义两种类型,非同义SNP会改变蛋白质的氨基酸序列。基因非编码区、基因间隔区的SNP仍然可能影响转录因子结合、剪接等过程。
从演化的观点来看,SNP具有相当程度的稳定性,即使经过代代相传,SNP所引起的改变却不大,因此可用以研究族群演化。

HISAT2 是一款利用改进的BWT算法进行序列比对的软件。由约翰霍普金斯大学计算生物学中心(CCB at JHU)开发,是TopHat的升级版本,速度提高了50倍。利用 HISAT2 + StringTie 流程,可以快速地分析转录组测序数据,获得每个基因和转录本的表达量。

首先需要构建参考基因组索引用于下一步的比对。HISAT2提供了两个脚本用于从基因组注释GTF文件中提取剪接位点和外显子位置,基于这些特征,可以使 RNA-Seq reads 比对更加准确。然后再进行reads mapping。

比对结果:

SAM(sequence Alignment/mapping)数据格式是目前高通量测序中存放比对数据的标准格式。BAM是SAM的二进制格式。使用samtools将sam文件转化为bam文件,并进行排序。

SAM文件:

vcf格式(Variant Call Format)是存储变异位点的标准格式,用于记录variants(SNP / InDel)。BCF是VCF的二进制文件。

stats统计文件:

相似回答