第九章 核酸序列的其他分析方法 生物信息学

1. 确定 DNA 序列的分子量和碱基组成  分子量（ molecular weight ）  单链 DNA （ single strand DNA ， ssDNA ）  双链 DNA （ double strand DNA ， dsDNA ）  碱基组成（ composition ）  各种碱基数量  各种碱基比例

 分析举例 下载 BioEdit 分析工具 在本地计算机上利用 BioEdit 工具进行分析 BioEdit 拷贝 fasta 格式的序列，在 BioEdit 分析工具的 “File” 栏目 选择 “New from Clipboard” 输入序列File 选择被粘贴序列的名称，在 “Sequence” 栏目点击 “Nucleic Acid→Nucleotide Composition”被粘贴序列Sequence 文字文字分析结果和图形结果图形

2. 序列变换 AAAAATGGCCATGGGTCCACACGCAGTGAGATGAAT GCTAGATCTCAC 原始 DNA 序列 TTTTTACCGGTACCCAGGTGTGCGTCACTCTACTTACG ATCTAGAGTG 互补序列 （ complement) CACTCTAGATCGTAAGTAGAGTGACGCACACCTGGGT ACCGGTAAAAA 反向序列 （ reverse) GTGAGATCTAGCATTCATCTCACTGCGTGTGGACCCAT GGCCATTTTT 反向互补序列 （ reverse complement) AAAAAUGGCCAUGGGUCCACACGCAGUGAGAUGAAU GCUAGAUCUCAC RNA 序列  DNA － DNA 序列之间变换  DNA － RNA 序列之间变换

 分析举例 在本地计算机上利用 BioEdit 工具进行分析 拷贝 fasta 格式的序列，在 BioEdit 分析工具的 “File” 栏目 选择 “New from Clipboard” 输入序列 选择被粘贴序列的名称，在 “Sequence” 栏目点击 “Nucleic Acid→Complement” 获得互补序列、 “Nucleic Acid→Reverse Complement” 获得反向互补序列、 “Nucleic Acid→DNA-RNA” 获得 RNA 序列Sequence 在 “Edit” 栏目选择 “Copy Sequence to clipboard (Fasta Format)” 将获得的序列粘贴到另一个文件Edit

 DNA －蛋白质序列之间变换 AAAAATGGCCATGGGTCCACACGCAGTGAGATGAATGCTA GATCTCACGAG K N G H G S T R S E M N A R S H E 阅读框 1 K M A M G P H A V R * M L D L T R 阅读框 2 K W P W V H T Q * D E C * I S R 阅读框 3

 确定开放读码框（ ORF ） ORF finder 输入序列或注册号，选择密码表 显示结果显示结果，进行选择 翻译为蛋白质 序列比对、更改显示格式

 分析方法－翻译全长 DNA 序列（举例 1 ） 在本地计算机上利用 BioEdit 工具进行分析 拷贝 fasta 格式的序列，在 BioEdit 分析工具的 “File” 栏目 选择 “New from Clipboard” 输入序列 选择被粘贴序列的名称，在 “Sequence” 栏目点击 “Nucleic Acid→Translate →Frame 1” 获得氨基酸序列Sequence 分析结果结果

 分析方法－翻译选择的 DNA 序列区段（举例 2 ） 在 SRS 检索主页（ ）点击 “Tools” 在 Tools 网页选择 “Nucleic Tools→Nucleic Translation → ShowseqN” ，点击 “Launch” Tools 网页 在 ShowseqN 网页粘贴序列，选择阅读框和密码表类 型，确定翻译区域 ShowseqN 网页 分析结果结果

3. 分析限制性内切酶切割位点  展示 DNA 序列的酶切位点图  分离克隆基因或特定的 DNA 片段  分子标记，如 CAPS （ cleaved amplified polymorphism sequence ）标记  可选择限制性内切酶 Restriction Map and MCS of pEGFP-N1 Vector

 分析方法 1 （举例） 在本地计算机上利用 BioEdit 工具进行分析 拷贝 fasta 格式的序列，在 BioEdit 分析工具的 “File” 栏目 选择 “New from Clipboard” 输入序列 选择被粘贴序列的名称，在 “Sequence” 栏目点击 “Nucleic Acid→Restriction Map”Sequence 分析结果结果 在 “Create Restriction Map” 页面中选择限制性内切酶种类 、选择阅读框等后点击 “Generate Map”Create Restriction Map

 分析方法 2 （举例） 利用在线分析工具 NEBcutter 进行分析 NEBcutter 输入序列或注册号，或调取载体序列 ，选择酶和显示方式 显示结果 具体描述

其它分析限制性内切酶切割位点软件  EnzymeX  RestrictionMapper  DNAMAN

4. 设计 PCR 引物  确定 PCR 产物片段大小  确定引物所在区段  确定引物序列的长度范围  确定引物 Tm （ melting temperature ）值范围 Forward primer Reverse primer

 分析方法（举例） 采用 Primer3 （ ）或校内 Primer3 服务器 Primer3 （ ）进行分析 在 Primer3 的网页粘贴序列，修改参数 分析结果结果 Primer3 与 BLAST 结合 ——Primer-BLASTPrimer-BLAST

 分析方法（举例） 采用 Primer Premier 进行分析 Primer Premier 在 Primer Premier 的软件， File--New--DNA Sequence File--New--DNA Sequence 粘贴序列 点击 Primer ，出来引物结果 Primer 点击 Search ，修改参数 Search

5.DNA 序列格式修饰  根据需要展示 DNA 序列  10 个碱基一列，每行 n 列，方便阅读和使用每行 n 列  用数字刻度显示每个碱基位置数字刻度  用颜色显示不同碱基颜色  在序列左侧标注序列名称 在 BioEdit 中选择序列，在 “File” 栏目点击 “Graphic View”Graphic View 在菜单工具中选择各种修饰类型

6. 在染色体上定位 DNA 序列  涉及 GenBank 的 dbSTS 二级数据库和 NCBI 的 UniSTS 数据库  Forward e-PCR ：用待分析序列检索 dbSTS 数据库或 UniSTS 数据库  Reverse e-PCR ：用 STS 序列检索核苷酸数据库  采用 electronic PCR （ e-PCR ）功能定位 DNA 序列 （ ） e-PCR  已知序列在染色体上的位置  有 PCR 引物序列的信息 PCR 引物序列 Genome Res. 1997, 7:

 Forward e-PCR 分析方法（举例） 在 e-PCR 网页点击 “Forward e-PCR” e-PCR 分析结果（检测到 3 个定位的 marker ），点击 “Marker” 栏目中的 marker 名称，查看在染色体上的具 体位置结果 选择的 marker 在染色体上的物理或遗传位置 marker物理遗传 在 Forward e-PCR 网页粘贴序列或输入序列注册号 Forward e-PCR

 Reverse e-PCR 分析方法（举例） 在 e-PCR 网页点击 “Reverse e-PCR” e-PCR 在 Reverse e-PCR 网页选择数据库（ Dataset ）、点击 “UniSTS input” 、输入序列注册号 Reverse e-PCR 分析结果结果

7. Gene Ontology 分析Gene Ontology

sequence assembly gene annotation Gene Ontology classification EST EST annotation CAP3... BLASTX 批量自动分析 InterProScan 在本地计算机进行 2. 在线进行 如： 更多工具 如：

第九章 核酸序列的其他分析方法 ( 上机操作 ) 生物信息学

1. 大麦 Mlo 基因（ Z83834 ）编码区的 GC 含量是 多少？ 2. 如何获得 Z83834 的反向互补序列？ 3. 推测 Z83834 的 ORF 和翻译产物。 4. BamHI 可将 Mlo 基因的编码区切割开吗？

5. 请查询序列 NM_ 的相关信息回答下列 问题：这条核苷酸序列的编码区由多少个碱 基组成？它编码蛋白质可能的功能是什么？ 若用限制性内切酶 BamHI 消化这条序列，可 以得到几个片段？