1、 基因结构和功能分析 目录 /Contents 01 02 03 04 基因结构与功能的生物信息学分析原理 基因 启动子及调控序列的结构分析方法 基因编码区结构分析方法 基因功能分析方法 程序 查询序列 数据库类型 注 BLASTn DNA DNA BLASTp 蛋白质 蛋白质 BLASTx DNA 蛋白质 将核苷酸序列按阅读框翻译成蛋白质序列，在数据库中进行蛋白质序列比对 tBLASTn 蛋白质 DNA 将数据库中核苷酸序列翻译成蛋白质序列，不待搜索的蛋白质序列比对 tBLASTx DNA DNA 待搜索的和数据库中的核苷酸序列都按阅读框翻译成蛋白质序列，然后比对 BLAST (https:
2、/blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)是目前应用最广的一个序列数据库搜索程序家族，选择合适的 BLAST程序可以进行核苷酸序列、蛋白质序列相似性搜索。 BLAST序列数据库搜索家族 利用核苷酸数据库进行基因序列同源性比对 利用核苷酸数据库进行基因序列同源性比对 通过数据库对核酸序列进行相似性搜索 可比对两条或多条核酸序列之间的相似性 分析相似性序列碱基及氨基酸之间的对应位置关系 被比较序列相似性高说明可能是来源共同祖先序列的同源序列 同源性序列比对可用于一组相关基因或丌同生物种属间的基因或基因组的比较 利于新基因或非编码序列新元件的发现 对真核基因组的进化机制进行
3、推论并绘制进化系统树 利用基因数据库查找和定位基因序列 可根据基因的名称到 NCBI的 GenBank中搜索数据库中的基因序列 通过文献提供基因的 ID号从 GenBank中 Nucleotide栏搜索 如果是通过克隆操作获得目的基因的序列，可将该基因序列从数据库中查找出来，再利用 BLAST直接进行两两对比即可 检索 /对比已知基因序列 利用基因数据库查找和定位基因序列 为了解一段 DNA序列的结构特征，可进行同源性比对，并根据一定同源性关系再定向搜索。 可利用 GenBank的表达序列标签数据库对未知 DNA序列进行相似性搜索。 如果未知 DNA序列开放阅读框或其序列的推导产物不蛋白质数据
4、库比对发现有较高相似性，可预测该 DNA片段极有可能是基因的外显子。 查找 /检索未知基因序列 基因序列的染色体定位 对已知基因用不同生物基因组数据库进行同源性比对 根据基因编码区有高度同源性的特性，通过 “Genome view” 进行基因作图及基因定位。 推测基因在染色体的位置。 观察基因组图谱中其上下游的相关信息。 从相应染色体区域对基因进行精确定位分析。 利用基因数据库查找和定位基因序列 利用生物信息学方法进行基因功能注释 通过核酸或氨基酸的序列比对预测基因功能 。 采用生物信息学方法预测基因功能的依据仍然是同源性比较。 通过生物信息学方法分析蛋白质结构域来预测蛋白质功能 。 当序列比
5、对未见明显整体同源性，而在 2个无明显亲缘关系的基因之间出现局部氨基酸序列相似的区段，有可能是功能的核心区域。 利用生物信息学方法预测基因功能 利用生物网络系统研究基因的生物学功能 利用生物网络研究基因调控 。 利用计算机处理和基因表达差异分析，可识别丌同条件下基因的表达水平和表达模式。 利用生物网络研究信号转导 。 利用已知的实验数据和生物学知识进行通路推断，寻找信号转导途径中的各个信号分子和蛋白质间的相互作用关系，阐明其在基因调控、正常生理活动和疾病发生中的作用。 利用生物信息学方法预测基因功能 利用生物网络系统研究基因的生物学功能 利用生物网络研究代谢途径。 将细胞内代谢活动中所有生化反应表示为代谢网络，则网络中的所有化合物及酶之间的相互作用反映了生物体的代谢功能。 利用生物网络研究蛋白质相互作用 。 阐明蛋白质相互作用的完整网络结构，丌仅对蛋白质功能有更全面的认识，也有助于从系统的角度加深对细胞结构和功能的认识。 利用生物信息学方法预测基因功能
