生物信息學(xué)及其在微生物學(xué)的應(yīng)用(已修改)
2025-08-13 17:45 本頁(yè)面
【正文】 生物信息學(xué)及其在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 陳錦英 用 內(nèi)容 生物信息學(xué) 生物信息學(xué)是伴隨人類基因組計(jì)劃 發(fā)展起來(lái)的一門綜合運(yùn)用生物學(xué)、 數(shù)學(xué)、物理學(xué)、信息科學(xué)以及計(jì)算 學(xué)等諸多學(xué)科的理論方法的嶄新的 交叉學(xué)科。 一、研究?jī)?nèi)容 ? 生物信息的收集、存儲(chǔ)、管理與提供 ? 基因組序列信息的提供與分析 ? 功能基因組相關(guān)信息分析 ? 生物大分子結(jié)構(gòu)模擬和藥物設(shè)計(jì) ? 生物信息分析的技術(shù)與方法研究 ? 應(yīng)用與發(fā)展的研究 二、生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)與查詢 ? 基因和基因組數(shù)據(jù)庫(kù) ? 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù) ? 功能數(shù)據(jù)庫(kù) ? 其他數(shù)據(jù)庫(kù) 基因和基因組數(shù)據(jù)庫(kù) ? GenBank： 由 NCBI建立和維護(hù) ? EMBL核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)：由 EBI維護(hù) ? DDBJ數(shù)據(jù)庫(kù)： 日本 DNA數(shù)據(jù)庫(kù) ? GDB： 為人類基因組計(jì)劃保存和處理數(shù)據(jù) 基因和基因組數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)址 ? GenBank(NCBI): ? EMBL(EBI): ? DDBJ(Japan): GenBank ? 包括所有已知的核酸序列和蛋白質(zhì)序列 以及相關(guān)的文獻(xiàn)著作和生物學(xué)注釋 ? 可以從 NCBI的 ftp服務(wù)器上免費(fèi)下載數(shù)據(jù) ? NCBI提供廣泛的數(shù)據(jù)查詢 ? 所有序列進(jìn)行分類記錄 GenBank數(shù)據(jù)搜索 ? NCBI的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢系統(tǒng)是 Entrez ? Entrez提供了方便實(shí)用的檢索服務(wù)，所有操作都可以在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上完成 ? 網(wǎng)址 向 GenBank提交序列數(shù)據(jù) ? 測(cè)序者將新序列添加到 GenBank數(shù)據(jù)庫(kù) ? 該任務(wù)由基于 Web界面的 BankIt或Sequin完成 ? BankIt是一系列表單，用戶提交后從電子郵件收到序列條目和 GenBank編號(hào) ? 序列比對(duì)和數(shù)據(jù)庫(kù)搜索 ? 比對(duì)是最常用和最經(jīng)典的研究手段 ? 核苷酸 /蛋白質(zhì)序列之間的兩兩比對(duì) ? 進(jìn)一步是多個(gè)序列的比較 ? 尋找可能的分子進(jìn)化關(guān)系 ? 有效地分析和預(yù)測(cè)新發(fā)現(xiàn)基因的功能 序列兩兩比對(duì) BLAST軟件 ? 局域相似性比對(duì)分析工具 (basic local alignment search tool， BLAST） ? NCBI提供基于 Web的 BLAST服務(wù) ? 用戶把序列填入網(wǎng)頁(yè)的表單里，選擇相應(yīng)的參數(shù)后提交到服務(wù)器上進(jìn)行搜索，從電子郵件中獲得結(jié)果 BLAST程序 ? 程序 數(shù)據(jù)庫(kù) 查詢 ? blastn 核酸 核苷酸 ? blastp 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) ? blastx 蛋白質(zhì) 核酸（翻譯） ? tblastn 核苷酸（翻譯） 蛋白質(zhì) ? tbastx 蛋白質(zhì)（翻譯） 核酸（翻譯） BLAST檢索結(jié)果 ? 分值（ score） 分值越高，相似性越大 ? E值 （ expect value） 即期望值 確定比對(duì)結(jié)果是否具有顯著性 例如 ： E值為 6e17 分值為 156 BLAST結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn) ? E值 大于 1e5， 同源性基因的可能性不大 ? 比對(duì)的局域內(nèi)的氨基酸相同性應(yīng)大于 30%，堿基相似性應(yīng)大于 50%， 是同源性基因 ? 小的基因一般不應(yīng)小于大基因的 60% ? 分值 60， 是同源性類似物的可能性不大 分值 100， 一般可判斷為同源性對(duì)象 分值 6099， 為可疑同源性對(duì)象 BLAST網(wǎng)址 ? BLAST網(wǎng)址 ： BLAST/ ?下載 BLAST的網(wǎng)址 ： 多序列比對(duì) ? 兩條以上可能有進(jìn)化關(guān)系的序列進(jìn)行比對(duì) ? 多序列比對(duì)程序是 CLUSTALW ? CLUSTALW的網(wǎng)址 ? 下載 CLUSTALW的網(wǎng)址 CLUSTALW ? 漸進(jìn)性的比對(duì)方法 ? 先是兩兩序列比對(duì) ? 從最緊密的兩條序列開始逐步引入臨近序列，不斷重新構(gòu)建比對(duì)，直到所有序列都被加入為止 進(jìn)化樹 （ phylogeic tree） ? 根據(jù)蛋白質(zhì)的序列或結(jié)構(gòu)差異關(guān)系構(gòu)建 ? 給出分支層次或拓?fù)鋱D形 ? 樹枝的長(zhǎng)度反映進(jìn)化的距離 ? 進(jìn)化樹反映產(chǎn)生新基因或享有共同祖先的生物體的歧異點(diǎn) 三、生物信息學(xué)在微生物學(xué)的應(yīng)用 ? PCR的引物設(shè)計(jì) ? 向 GenB
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