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 ） 

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1 第九章 核酸序列的其他分析方法 生物信息学

2 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

3  分析举例 下载 BioEdit 分析工具 http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html 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

4 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

5  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

6  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

7 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gorf/  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

8  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

9  分析方法－翻译选择的 DNA 序列区段（举例 2 ） 在 SRS 检索主页（ http://srs.ebi.ac.uk ）点击 “Tools” http://srs.ebi.ac.uk 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

10 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

11  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

12  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

13 其它分析限制性内切酶切割位点软件  EnzymeX http://www.mekentosj.com/science/enzymexhttp://www.mekentosj.com/science/enzymex  RestrictionMapper http://www.restrictionmapper.org/  DNAMAN http://www.lynnon.com/pc/pcmain_new.htmlhttp://www.lynnon.com/pc/pcmain_new.html

14 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

15  分析方法（举例） 采用 Primer3 （ http://frodo.wi.mit.edu/primer3 ）或校内 Primer3 服务器 Primer3 （ http://redb.ncpgr.cn/modules/redbtools/primer3.php ）进行分析 http://redb.ncpgr.cn/modules/redbtools/primer3.php 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

16  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

17 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

18 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 （ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/e-pcr/ ） 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: 541-550

19  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

20  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

21 7. Gene Ontology 分析Gene Ontology

22 sequence assembly gene annotation Gene Ontology classification EST EST annotation CAP3... BLASTX 批量自动分析 InterProScan... 1. 在本地计算机进行 2. 在线进行 如： 更多工具 如：

23 第九章 核酸序列的其他分析方法 ( 上机操作 ) 生物信息学

24 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？

25 5. 请查询序列 NM_018845 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？

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