RNA-seq学习:No.1什么是RNA-seq?

RNA-seq即转录组测序技术,就是把mRNA,smallRNA等用高通量测序技术把它们的序列测出来,反映出它们的表达水平。

mRNA:信使message RNA是由DNA的一条链作为模板转录而来的、携带遗传信息的能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。
small RNA:小分子RNA是一类长约20~30个核苷酸的非编码RNA分子,是一大类调控分子,包括:miRNA、ncRNA、siRNA、snoRNA、piRNA、rasiRNA等等。

这里提到了转录组的概念。搞清楚这个概念,就能理解之后 我们在做什么?为什么这
样做?

  • 转录组(transcriptome)广义上指某一生理条件下,细胞内所有转录产物的集合,包括信使RNA、核糖体RNA、转运RNA及非编码RNA;狭义上指所有mRNA的集合。
  • 转录本(transcript) 在后期还会遇到一个类似的概念—转录本,它是指由一条基因通过转录形成的一种或多种可供编码蛋白质的成熟的mRNA。

说到这里,我们就从基因开始缕一缕把~

gene

基因是有遗传效应的DNA片段,可分为编码区与非编码区,而编码区包含外显子与内含子。根据中心法则的核心,遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程。

1、外显子(expressed region,exon)是能最后出现在成熟RNA中的基因序列,又称表达序列;它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来,并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。
2、内含子(Intron)是一个基因中非编码DNA片段,它分开相邻的外显子。更精确的定义是:内含子是阻断基因线性表达的序列。

遗传信息的传递

在转录时,首先遗传信息由DNA编码区直接全部转录,形成Primary transript,又称hnRNA,为mRNA的前体;再由hnRNA进行剪切,将能够编码蛋白质的外显子(exon)拼接成mRNA。最后,由携带遗传信息的mRNA翻译成蛋白质。由于此时的mRNA完整携带了基因的表达信息(没有内含子等的干扰),故通过对mRNA测序可以反映完整的表达信息。
isoform

  • 但是需要注意的是,剪切可不只有将所有外显子拼接的一种方式,事实上参加剪接的外显子可以不按其线性次序剪接,或内含子是否出内含子也可以不被切除而保留,即一个外显子现在成熟mRNA中是可以选择的,这种剪接方式称为选择性剪接(Alternative splicing, AS)。
  • 一种基因可以经AS产生不同的剪切异构体(isofrom)编码不同的蛋白质,而这里isoform的概念即上面提到的转录本。一个基因可能存在多个转录本。如上图,基因经AS形成isoform1与isoform2分别翻译成不同的蛋白,执行不同的生理功能。

回到RNA-seq,通常所说的RNA-seq中涉及到的转录组,即狭义方面的转录组,即某个物种或特定细脃类型产生的所有转录本的集合。通过测序,能够直接反应不同mRNA对应的基因表达量的差异,并进行深入的分析。


流程

简单来说—将获得的所有mRNA反转录为DNA链,打碎成300bp左右的片段(为什么要这个长度,之后测序会说),这时一个片段称为一个reads。根据已有的参考基因组及注释文件,将获得的所有reads归类到原属的基因上。这样就获得了表达矩阵(哪些基因有多少个reads比对上),到此称为上游分析,通常在Linux平台中完成。基于所获得的表达矩阵,可进行各种数据分析,比如基本的差异基因分析,还有富集分析等等,这些可归类为RNA-seq的下游分析,通常需要利用R语言工具来完成。


上面的流程图是从网上找到的一张图。感觉下游分析,自己也暂时只接触了几个,之后再了解下其它的吧。


这里提一下上面说的是有参转录组的情况。如果所研究的物种(比如人,老鼠等)有组装注释质量较好基因组序列,且和该基因组序列比对效率较高,那么可以采用有参转录组的分析策略。如果做的是比较小众的物种,那么就要采用无参转录组的分析,这里就不介绍了。


上述为目前阶段我所了解的分析流程,会涉及到测序原理、Linux、R语言,以及基础的生物学、统计学的一些知识。目前多方面都进行了初步的探索,会尝试自己在简书上梳理一下。

  • 关于Linux、R语言已经专门列了专题,进行基础学习;
  • 其它的一些基础知识以及实操会在这个系列里逐一梳理。

关于文中提到的内容,如有错误,恳请指正!部分图片来自网上,侵删~

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,937评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,503评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,712评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,668评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,677评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,601评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,975评论 3 396
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,637评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,881评论 1 298
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,621评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,710评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,387评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,971评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,947评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,189评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,805评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,449评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • 氨基酸是蛋白质的基本结构单位,参与合成蛋白质的氨基酸有20种,可作为原料在核糖体工厂通过肽键连接形成多肽链,都有密...
    官敏慧阅读 5,437评论 0 7
  • 知识的学习没有一蹴而就,没有捷近,扎实的学习是唯一的捷近。 一篇RNA-seq分析流程的综述,全面而详细!深度好文...
    dandanwu90阅读 48,072评论 5 152
  • DNA是遗传物质,是携带遗传信息的载体。信息从基因的核苷酸序列中被提取出,用来指导蛋白质合成的过程对地球上的所有生...
    oddxix阅读 21,151评论 0 8
  • 基因的基本组成 基因是具有功能的DNA序列片段,由编码序列和非编码序列交替构成,我们又称为割裂基因 split g...
    墙壁上的人阅读 1,546评论 0 5
  • “‘啊——’”他发出野兽般的咆哮,咆哮里头夹杂绝望与混乱的哀号。” 再次读罢《嫌疑人X的献身》,内心仍不免有所伤感...
    等小鸭子的dog阅读 338评论 0 0