第九章核酸序列的其他分析方法

生物信息学 第九章核酸序列的其他分析方法

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http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html 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→Nucleotide Composition” 文字分析结果和图形结果

2. 序列变换 • DNA－DNA序列之间变换 • DNA－RNA序列之间变换 AAAAATGGCCATGGGTCCACACGCAGTGAGATGAATGCTAGATCTCAC 原始DNA序列互补序列（complement) TTTTTACCGGTACCCAGGTGTGCGTCACTCTACTTACGATCTAGAGTG 反向序列（reverse) CACTCTAGATCGTAAGTAGAGTGACGCACACCTGGGTACCGGTAAAAA 反向互补序列（reverse complement) GTGAGATCTAGCATTCATCTCACTGCGTGTGGACCCATGGCCATTTTT RNA序列 AAAAAUGGCCAUGGGUCCACACGCAGUGAGAUGAAUGCUAGAUCUCAC

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

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

确定开放读码框（ORF） ORF finder http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gorf/ 输入序列或注册号，选择密码表显示结果，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”获得氨基酸序列分析结果

分析方法－翻译选择的DNA序列区段（举例2） 在SRS检索主页（http://srs.ebi.ac.uk）点击“Tools” 在Tools网页选择“Nucleic Tools→Nucleic Translation →ShowseqN”，点击“Launch” 在ShowseqN网页粘贴序列，选择阅读框和密码表类型，确定翻译区域分析结果

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” 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” 分析结果

分析方法2（举例） 利用在线分析工具NEBcutter进行分析输入序列或注册号，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 http://www.mekentosj.com/science/enzymex • RestrictionMapper http://www.restrictionmapper.org/ • DNAMAN http://www.lynnon.com/pc/pcmain_new.html

设计PCR引物 Forward primer Reverse primer • 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

分析方法（举例） 采用Primer3（http://frodo.wi.mit.edu/primer3）或校内Primer3服务器（http://redb.ncpgr.cn/modules/redbtools/primer3.php）进行分析在Primer3的网页粘贴序列，修改参数分析结果 Primer3与BLAST结合——Primer-BLAST

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

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 • 用数字刻度显示每个碱基位置 • 用颜色显示不同碱基 • 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” 在菜单工具中选择各种修饰类型

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 • 已知序列在染色体上的位置 • 有PCR引物序列的信息 • 采用electronic PCR（e-PCR）功能定位DNA序列（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/e-pcr/） Genome Res. 1997, 7: 541-550 • 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

Forward e-PCR分析方法（举例） 在e-PCR网页点击“Forward e-PCR” 在Forward e-PCR网页粘贴序列或输入序列注册号分析结果（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选择的marker在染色体上的物理或遗传位置

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

7. Gene Ontology分析

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

生物信息学 第九章核酸序列的其他分析方法 (上机操作)

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

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？

第九章 核酸序列的其他分析方法