新一代测序数据分析【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

新一代测序数据分析PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一部分 细胞与分子生物学概论3

1细胞系统与生命密码3

1.1细胞面临的挑战3

1.2细胞如何面对挑战3

1.3细胞内的各种分子4

1.4细胞内结构与空间4

1.4.1细胞核5

1.4.2细胞膜6

1.4.3细胞质6

1.4.4内体、溶酶体和过氧化物酶体7

1.4.5核糖体7

1.4.6内质网8

1.4.7高尔基体8

1.4.8细胞骨架8

1.4.9线粒体9

1.4.10叶绿体10

1.5细胞是一个系统11

1.5.1细胞系统11

1.5.2细胞的系统生物学11

1.5.3如何研究细胞系统12

2 DNA序列：基因组基础13

2.1 DNA双螺旋和碱基序列13

2.2 DNA分子如何复制和保持稳定性13

2.3 DNA中保存的遗传信息如何转化为蛋白质15

2.4基因组概览16

2.4.1最小基因组16

2.4.2基因组大小17

2.4.3基因组中的蛋白质编码区17

2.4.4基因组非编码区18

2.5 DNA包装、序列访问和DNA-蛋白质互作20

2.5.1 DNA包装20

2.5.2序列访问20

2.5.3 DNA-蛋白质互作20

2.6 DNA序列的突变与多样性21

2.7基因组演化23

2.8表观基因组与DNA甲基化24

2.9基因组测序与疾病风险25

2.9.1孟德尔（单基因）疾病25

2.9.2多基因控制的复杂疾病25

2.9.3基因组不稳定导致的疾病26

2.9.4表观基因组／表观遗传疾病26

3 RNA：转录后的序列27

3.1 RNA作为信使27

3.2 RNA的分子结构27

3.3 mRNA的产生、加工与周转28

3.3.1 DNA模板28

3.3.2原核生物基因的转录28

3.3.3真核生物基因pre-mRNA的初始转录30

3.3.4从mRNA前体到成熟的mRNA31

3.3.5运输与定位33

3.3.6稳定性与降解33

3.3.7 mRNA转录水平上调控的主要步骤34

3.4 RNA不仅仅是信使35

3.4.1核酶35

3.4.2核小RNA和核仁小RNA36

3.4.3端粒复制中的RNA36

3.4.4 RNAi和非编码小RNA36

3.4.5长非编码RNA39

3.4.6其他非编码RNA40

3.5细胞转录组学研究概览40

第二部分 新一代测序技术及数据分析概论43

4新一代测序技术的来龙去脉43

4.1怎样做DNA测序：从第一代到新一代43

4.2典型的NGS实验流程45

4.3不同NGS测序平台的详细介绍48

4.3.1 Illumina可逆染色终止子测序48

4.3.2 Ion Torrent半导体测序52

4.3.3 PacBio单分子实时测序53

4.4测序的偏好性及其他影响NGS数据准确性的负面因素54

4.4.1文库构建中的偏好性55

4.4.2测序过程中的偏好性和其他因素56

4.5 NGS的主要应用56

4.5.1转录组特征和可变剪接检测56

4.5.2遗传突变与变异的发现57

4.5.3基因组的从头组装57

4.5.4蛋白质与DNA的互作分析（ChIP-Seq）57

4.5.5表观基因组学与DNA甲基化研究57

4.5.6宏基因组学58

5新一代测序数据前期分析的常见步骤59

5.1碱基识别、FASTQ文件格式和碱基质量值60

5.2 NGS数据的质量控制与处理61

5.3读段的定位63

5.3.1定位方法与算法63

5.3.2定位算法和参考基因组序列的选择65

5.3.3标准定位文件格式SAM／BAM66

5.3.4定位文件的检验与操作67

5.4第三阶段分析70

6新一代测序数据管理与分析的计算能力需求71

6.1 NGS数据的存储、传输与共享71

6.2 NGS数据分析所需的计算能力72

6.3 NGS数据分析所需软件74

6.4 NGS数据分析所需的生物信息学技能75

第三部分 新一代测序数据分析的具体应用79

7转录组测序79

7.1转录组测序的原理79

7.2实验设计79

7.2.1因子设计79

7.2.2重复与随机化80

7.2.3样本制备80

7.2.4测序策略81

7.3转录组测序数据分析82

7.3.1数据质控与读段定位82

7.3.2转录组测序数据的均一化84

7.3.3差异表达基因的鉴定85

7.3.4可变剪接分析87

7.3.5转录组测序数据的可视化88

7.3.6被识别基因的功能分析88

7.4利用转录组测序发现新基因88

8小RNA测序90

8.1小RNA新一代测序数据生成和上游处理91

8.1.1数据生成91

8.1.2预处理92

8.1.3定位92

8.1.4小RNA的注释和预测93

8.1.5均一化94

8.2鉴别差异表达的小RNA94

8.3已鉴定小RNA的功能分析94

9用全基因组重测序方法分析基因型和发现基因组变异96

9.1数据预处理、比对、再比对和再校准96

9.2单碱基变异和indel检测98

9.2.1 SNV检测98

9.2.2新突变位点的检测99

9.2.3 Indel检测99

9.2.4转录组测序数据的变异检测101

9.2.5变异检测格式文件101

9.2.6评估VCF结果102

9.3结构变异检测103

9.3.1基于配对读段的SV检测103

9.3.2断点的确定104

9.3.3基于从头组装的SV检测104

9.3.4 CNV检测104

9.3.5综合SV分析105

9.4检测变异的注释105

9.5变异与疾病或性状关联的检验105

10用新一代测序结果进行基因组从头组装107

10.1从头组装的基因组因素与测序策略107

10.1.1影响从头组装的基因组因素107

10.1.2从头组装的测序策略108

10.2重叠群的组装109

10.2.1测序数据的预处理、错误修正与基因组特征的评估109

10.2.2重叠群组装的算法111

10.3组装骨架112

10.4组装质量评估113

10.5补齐缺口114

10.6局限性与未来的发展114

11用ChIP-Seq法对蛋白质-DNA互作定位116

11.1 ChIP-Seq的原理116

11.2实验设计118

11.2.1实验对照118

11.2.2测序深度118

11.2.3重复118

11.3读段定位、峰值确定与峰值可视化119

11.3.1数据质控与读段定位119

11.3.2峰值确定121

11.3.3峰值可视化127

11.4不同的结合点分析127

11.5功能分析129

11.6基序分析129

11.7整合ChIP-Seq数据分析130

12用新一代测序进行表观基因组学和DNA甲基化分析132

12.1 DNA甲基化测序策略132

12.1.1全基因组亚硫酸氢盐测序133

12.1.2简化的亚硫酸氢盐测序134

12.1.3基于甲基化DNA富集的甲基化测序134

12.1.4区分胞嘧啶甲基化与亚硫酸氢盐测序中去甲基化产物135

12.2 DNA甲基化测序数据分析135

12.2.1数据质量控制和预处理135

12.2.2读段定位135

12.2.3 DNA甲基化的定量137

12.2.4 DNA甲基化数据的可视化138

12.3甲基化胞嘧啶位点及差异区域的检测140

12.4数据检验、核实和解析140

13用新一代测序进行宏基因组学研究142

13.1实验设计与样本制备143

13.1.1宏基因组样本采集143

13.1.2宏基因组样本制备144

13.2测序方法145

13.3全基因组鸟枪法宏基因组测序数据分析145

13.4测序数据的质控和预处理147

13.5微生物群落的分类学特征147

13.5.1宏基因组的组装147

13.5.2序列的分bin148

13.5.3在宏基因组序列中识别可读框和其他基因组元素149

13.5.4系统遗传学标记分析150

13.6 微生物群落的功能性特征150

13.6.1基因功能注释150

13.6.2代谢途径的重建151

13.7比较宏基因组分析151

13.7.1宏基因组测序数据均一化152

13.7.2识别不同丰度的物种或操作分类单位152

13.8 整合宏基因组数据分析管道152

13.9宏基因组数据库153

第四部分 发展中的新一代测序技术与数据分析157

14新一代测序将走向何方？157

14.1发展中的新一代测序157

14.2高通量测序数据分析的生物信息学工具的快速涌现与变化159

14.3 NGS分析管道的规范化与流程化160

14.4并行计算160

14.5云计算161

参考文献164

附录A新一代测序数据分析常用文件格式188

附录B词汇表190