❶ 什么是微生物
微生物(microorganism, microbe)是一些肉眼看不见的微小生物的总称。包括属于原核类的细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌(过去称蓝藻或蓝绿藻),属于真核类的真菌(酵母菌和霉菌)、原生动物和显微藻类,以及属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。
微生物千姿百态,有些是腐败性的,即引起食品气味和组织结构发生不良变化。当然有些微生物是有益的,它们可用来生产如奶酪,面包,泡菜,啤酒和葡萄酒。微生物非常小,必须通过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小的细菌,1000个叠加在一起只有句号那么大。想象一下一滴牛奶,每毫升腐败的牛奶中约有5千万个细菌,或者讲每夸脱牛奶中细菌总数约为50亿。也就是一滴牛奶中可有含有50 亿个细菌。
❷ 宏基因测序多少reads确定为存在微生物物种
微生物几乎是无所不在的,它们对生态环境和人体健康起到了不容忽视的作用。然而人们对微生物的了解还相当匮乏,因为许多微生物是无法在实验室中培养的。宏基因组学是了解这些微生物的重要途径,但宏基因组测序并不是一件容易的事儿,就像是把许多拼图拆散混在一起,然后在毫无参考的情况下拼接。生物通 www.ebiotrade.com
最近Nature Methods杂志发布了一个名为TruSPADES的强大工具,可以大大提升研究者们测序宏基因组的能力。这种算法能将Illumina测序仪生成的300bp短读取,合并成大约1万bp的基因组片段(Synthetic Long Reads)。如果说用短读取相当于语句,那么长片段就是整章文字。显而易见,把整章文字还原成一本书要容易得多。
TruSPADES主要是先给100-300bp的短读取装上条码,然后通过de brujin 图把这些片段组装起来,生成Synthetic Long Reads。这种低成本的方法可以更好的确定相连片段,获得更长更准确的长测序片段。生物通 www.ebiotrade.com
研究人员正在将这一方法用于各种微生物群体,从人体微生物组到海洋微生物组。“这是新一代的测序技术,会对宏基因组测序产生很大的影响,”这项研究的领导者,加州大学的Pavel Pevzner教授指出。
人类消化道居住的大量微生物被统称为肠道微生物组。肠道微生物组在人类代谢食物、抵御感染和应答药物等过程中起到了重要的作用,许多人类疾病都与微生物组失衡有关。我们知道肠道菌群的菌种组成是因人而异的,宏基因组测序进一步揭示了微生物组惊人的复杂性。华盛顿大学的科学家们发现,在人们共有的一些细菌中还存在着广泛的菌株差异。这是首次在肠道菌群中大规模分析菌种内部的基因变异。(更多详细信息参见:Cell:大规模宏基因组研究的惊人发现)生物通 www.ebiotrade.com
婴儿的微生物组需要在成长过程中慢慢成熟。华大基因和瑞典哥德堡大学的研究人员对98名一岁以内的瑞典婴儿进行了肠道菌群分析。我们一直以为引入固体食物是改变婴儿肠道菌群的关键因素,但这项研究表明推动微生物组成熟的其实是断奶。研究人员发现,即使引入了固体食物,非母乳婴儿的微生物组仍旧比母乳婴儿更接近成人。
❸ 为什么选择16SrRNA基因作为微生物进化的遗传标记
1、16SrRNA基因每种微生物都有。
2、16SrRNA结构和功能相对保守,在进化过程中变化相对较小。
3、虽然相对保守,但在不同的微生物中,16SrRNA基因序列还是存在差异的,一般来说,16sRNA序列越接近,菌种亲缘关系越近,同源性越大;反之,16sRNA序列差异越大,同源性越小。
❹ 基因定义上发生哪些与微生物重要大事
40年代以前,对于基因的化学本质并不了解。直到1944年 O.T.埃弗里等证实肺炎双球菌的转化因子是DNA,才首次用实验证明了基因是由DNA构成。
1955年S.本泽用大肠杆菌T4噬菌体作材料,研究快速溶菌突变型rⅡ的基因精细结构,发现在一个基因内部的许多位点上可以发生突变,并且可以在这些位点之间发生交换,从而说明一个基因是一个功能单位,但并不是一个突变单位和交换单位,因为一个基因可以包括许多突变单位(突变子)和许多重组单位(重组子)(见互补作用)。 1969年J.夏皮罗等从大肠杆菌中分离到乳糖操纵子,并且使它在离体条件下进行转录,证实了一个基因可以离开染色体而独立地发挥作用,于是颗粒性的遗传概念更加确立。随着重组DNA技术和核酸的顺序分析技术的发展,对基因的认识又有了新的发展,主要是发现了重叠的基因、断裂的基因和可以移动位置的基因。
❺ 微生物的遗传基因是什么微生物的遗传信息是如何传递的
当然是DNA
遗传基因(Gene,Mendelian
factor),也称为遗传因子,是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列,是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。
❻ 微生物基因序列对比差异大于多少可判定为不同种属
1.DNA
G+Cmol%
GC含量差异即可确定DNA的不同,这是真菌分类鉴定的重要遗传指标之一.一般认为,G+C
mol%差别大于20%是不同属的菌;差别在10%~15%之间是同属不同种,差别在5%以内则可能是种内不同菌株.但是G+Cmol%相同也不能判断属于同一个种,因此,G+Cmol%只具有否定价值
所以最重要的方法是核酸杂交技术,其中应用最多的是DNA-DNA杂交,即:
2.采用示踪物标记的一条DNA分子与另一条在适当条件下杂交,可获得两者间的杂交百分率即DNA同源性,以此判断两菌株是否属同一种。一般在相同的菌种中,DNA/DNA杂交的成功率高达80%以上,若低于20%基本可考虑为无关菌系,65%~80%之间的菌有较多的同源性,提示为同一属的不同种。但如结果在20%~25%范围时则难以作出判断,应并用其它方法分析确定
3.对属或属以上水平的分类则采用DNA/rRNA杂交,因为rRNA在进化过程中保守性更强。例如,Kurtzman等在对黄曲霉群中各菌种的DNA关系研究中,黄曲霉和寄生曲霉显示79%的DNA杂交率,而集峰曲霉和黄曲霉的DNA杂交率只有39%。Kurtzman根据这些研究结果建议把黄曲霉和寄生曲霉划为黄曲霉的两个变种,而集峰曲霉则划分为一个新种。
但由于该技术操作复杂、费时,并且在细菌分类上其应用价值没有测定rRNA序列有意义,所以该技术没有被广泛应用。
❼ 有没有什么基因是动物、植物、微生物共有的
现存地球上的微生物,动物和植物都是经过几十亿年的进化形成的,但是进化并不意味着所有的部分都是平等的。就像20世纪20年代、50年代和今天的车,在外形甚至功能很多方面,它们是截然不同的。但核心几乎都是在内燃机上运行的。有些基因就像内燃机,很难对它们进行太大的修补和改进,否则整个生物个体就无法生存。
一旦进化找到了有用的部分,它就倾向于继续重用它。
所有生物都有许多相似的生物过程需要做:
DNA
复制,细胞分裂,蛋白质合成,生物大分子分解,分子复合体折叠组装,细胞骨架支撑起细胞。这并不意味着参与这些过程的蛋白或者编码这些蛋白的基因不能改变;只是他们的变化可能是有限的。例如,利用葡萄糖的一系列反应从糖酵解的步骤开始。地球上几乎所有的生物都有相同的酶己糖激酶催化相同的反应步骤,如果你比较这些蛋白质构象发现它们看起来几乎都是一样的。
一旦进化找到了有用的部分,它就倾向于继续重用它。
DNA
作为真核生物,在微生物,动物和植物之间有大量的共享的基本代谢和细胞生物学,虽然具体到DNA水平上,你通常会发现很多不同之处,这有两个原因造成,第一是氨基酸密码子编码序列有简并性——香蕉和人类可能在一个蛋白质位置都是亮氨酸,但是一个编码TTG和另一个CTC。另外一个原因是有许多蛋白质只要保守结构域的构象相同,就能执行相同的功能,因此存在进化中的保守氨基酸,这些保守氨基酸构成了该蛋白质功能的核心结构域。
❽ 微生物基因组测序的技术指标是什么
微生物基因组测序按测序精度大致可以分为框架图、精细图和完成图三类。框架图要求基因组覆盖度大于95%,基因区覆盖度达到98%以上,单碱基错误率低于十万分之一;精细图要求基因组覆盖度大于98%,基因区覆盖度达到99%以上,单碱基错误率低于十万分之一,gap数不超过100个;完成图要求完整基因组序列,单碱基错误率低于十万分之一,gap数不超过5个。
❾ 微生物基因命名法
基因名称,一般都用三个小写英文字母来表示,且应排成斜体(书写时可在其下划一底线);若同一基因有不同位点,可在基因符号后加一正体大些字母或数字,如lacZ等;
附加两个:
基因表达产物——蛋白质的名称,一般用3个大写英文字母(或1个大写、2个小写)表示,并必须用正体;
抗性基因,一般把“抗”用大写R注在基因符号的右上角,如抗链霉素的基因即为strR(R在右上角)