DNAstar软件包的使用1

DNAstar软件包及常用基因组学软件的使用简介第三军医大学微生物学教研室朱军民电话：752239第一部分理论讲解（第一次课及第二次课第一节）第二部分上机实习（第二次课第二、三节）第一部分理论讲解Whatisbioinformatics?Whatisbioinformatics?生物信息学（Bioinformatics）是一门新兴的交叉学科，是一个涉猎内容十分广泛的学科领域。没有生物学、物理学、数学、计算机学等学科就不可能有生物信息学。生物信息学是研究相关生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和注释的科学。•Bioinformaticsis:–drivenbythegenerationofdata,–moderatedbyhardwareandanalysismethodsComputingpowerDatagenerationplatformsAnalysismethods生物信息的开发和应用•以核酸蛋白质等生物大分子为主要研究对象•以信息、数理、计算机科学为主要研究手段•以计算机网络为主要研究环境•以计算机软件为主要研究工具•对序列数据进行存储、管理、注释、加工•对各种数据库进行查询、搜索、比较、分析•构建各种类型的专用数据库信息系统•研究开发面向生物学家的新一代计算机软件ExamplesofBioinformatics•Databaseinterfaces–Genbank/EMBL/DDBJ,Medline,SwissProt,PDB,…•Sequencealignment–BLAST,FASTA•Multiplesequencealignment–Clustal,MultAlin,DiAlign•Genefinding–Genscan,GenomeScan,GeneMark,GRAIL•ProteinDomainanalysisandidentification–pfam,BLOCKS,ProDom,•PatternIdentification/Characterization–GibbsSampler,AlignACE,MEME•ProteinFoldingprediction–PredictProtein,SwissModelerFivewebsitesthatallbiologistsshouldknow•NCBI(TheNationalCenterforBiotechnologyInformation;–•EBI(TheEuropeanBioinformaticsInstitute)–•TheCanadianBioinformaticsResource–•SwissProt/ExPASy(SwissBioinformaticsResource)–•PDB(TheProteinDatabank)–结构的发现与“人类基因组计划”的完成使“基因组时代”成为现实“Thegenomiceraisnowareality”!---F.Collins元素周期表的发现奠定了二十世纪物理、化学研究和发展的基础元素周期表“基因组序列图”将奠定二十一世纪生命科学研究和生物产业发展的基础！“基因组”----生命科学的“元素周期表”人体解剖图奠定了现代医学发展的基础生命的奥秘蕴藏于“四字天书”之中…GCTTCTTCCTCATTTTCTCTTGCCGCCACCATGCCGCCACCATCATTTTCTCTTGCCGCCACCATGCTTCTTCCTCATTTTCTCTCCACCATGCCGCCACCACGCCACCATGCTTCTTCCTCATCTCGCTTTCTTGCCGCCACCATGCCGCCACCGCTTCTTCCtTCTCT…基因（决定某种性状的DNA片断）基因转移技术现代生物技术“找”基因“玩”基因“用”基因（健康、农业、工业、环境、安全···）“知”基因产品发现基因的一般过程从序列中发现基因可以理解为基因区域预测和基因功能预测2个层次第一步：获取DNA目标序列①如果你已有目标序列，可直接进入第2步；②可通过PubMed查找你感兴趣的资料；通过GenBank或EMBL等数据库查找目标序列第二步：查找ORF并将目标序列翻译成蛋白质序列利用相应工具，如ORFFinder、Genefeature(BaylorCollegeofMedicine)、GenLang(UniversityofPennsylvania)等，查找ORF并将DNA序列翻译成蛋白质序列第三步：在数据库中进行序列搜索可以利用BLAST进行ORF核苷酸序列和ORF翻译的蛋白质序列搜索第四步：进行目标序列与搜索得到的相似序列的整体对比(globalalignment)虽然第三步已进行局部(序列)对比(localalignment)分析，但整体对比有助于进一步加深目标序列的认识第五步：查找基因家族进行多序列对比(multiplesequencealignment)和获得列线区段的可视信息。可分别在AMAS(OxfordUniversity)和BOXSHADE(ISREC,Switzerland)等服务器上进行第六步：查找目标序列中的特定模序①分别在Procite、BLOCK、Motif数据库进行profile、模块(block)、模序(motif)检索；②对蛋白质序列进行统计分析和有关预测第七步：预测目标序列结构可以利用PredictProtein(EMBL)、NNPREDICT(UniversityofCalifornia)等预测目标序列的蛋白质二级结构第八步：获取相关蛋白质的功能信息为了了解目标序列的功能，收集与目标序列和结构相似蛋白质的功能信息非常必要。可利用PubMed进行搜索第九步：把目标序列输入“提醒”服务器如果有与目标序列相似的新序列数据输入数据库，提醒(alert)服务会向你发出通知。可选用SequenceAlerting(EMBL)、Swiss-Shop(Switzerland)等服务器核苷酸序列分析基因编码区组分分析GC含量/Codonbias引物设计限制性核酸内切酶位点预测基因编码区结构分析基因结构分析选择性剪切分析/SNP分析基因调控区域分析蛋白质序列分析蛋白质一级序列蛋白质理化性质分析蛋白质二级结构蛋白质二级结构预测蛋白质序列信号位点分析蛋白质超二级结构蛋白质结构域分析蛋白质三级结构蛋白质三维结构模拟序列比对序列比对注释多序列比对系统发育分析系统发育分析DNAstar®ProductsLasergene-SequenceAnalysis(1982)GenVision-PublicationQualityGraphics(2000)ArrayStar-MicroarrayGeneExpressionAnalysis(2005)OverviewDNASTARproductsareusedbyresearchersinmorethan65countriesandineverystateintheUnitedStates.Theirproductsareusedbyscientistsineverymajorpharmaceuticalcompany,thetopbiotechcompaniesandmostmajorresearchacademicinstitutes.Founded1982DNASTARwasfoundedbyProfessorofGeneticsFrederickBlattnerandhisComputerScientistcolleagueJohnSchroeder26yearsago.DNASTAR'smissionthenwasthesameasitistoday:toprovidelifescientistswiththecomputingtoolstheyneedforsequenceanalysis.Intheearlyyears,theproductwaswrittenfortheCPMoperatingsystem.WhentheIBMpersonalcomputerappeared,aDOSversionofoursoftwaresoonfollowed.WiththeadventofCompactDiscs,DNASTARwasthefirsttooffertheGenBankdatabaseonCD;hencethenameLasergene.FunctionLasergeneisacomprehensivesuiteofeasy-to-usesequenceanalysissoftwareforWindowsandMacintosh.Lasergene'sanalysistoolsincludealignments,contigassembly,genediscovery,primerdesign,restrictionmapping,proteinstructureprediction……TechnicalRequirementsLasergene7.2forWindows®Windows®Vista™,XPSP2or2000IntelcompatiblePentium®classprocessor128MBRAM*90MBofavailablehard-diskspaceCD-ROMdrive(unlessdownloaded)Internetaccess(requiredtoauthorize)DNASTAR软件包版本5.03版本(适合win98/Me)•EditSeq、GeneQuest、MapDraw、MegAlign、PrimerSelect、Protean、SeqMan5.08版本(适合各个系统)•EditSeq、GeneQuest、MapDraw、MegAlign、PrimerSelect、Protean、SeqManⅡ6.**版本(适合WinXP/Win2000)(含6.00/6.13版本)•EditSeq、GeneQuest、SeqBuilder、MegAlign、PrimerSelect、Protean、SeqManⅡ7.**版本(适合WinXP及以上版本)(含7.0/7.1/7.2版本)•EditSeq、GeneQuest、SeqBuilder、MegAlign、PrimerSelect、Protean、SeqManpro8.0版本(适合Windows®Vista™andXP)•EditSeq、GeneQuest、SeqBuilder、MegAlign、PrimerSelect、Protean、SeqManproEditSeq1.Editandimportsequencesandannotations•Translate,back-translateandreversecomplementsequences•LocateORFsandcreateannotations•Cut/pastesequencewithinclusiveannotations•EditSeqincludedwithallsystemsGeneQuest2.Discoverandannotategenes•Predictcodingregionsandsplicesites•Locaterepeats,patterns,orareasmatchingknownsequencedata•SimulateagarosegelelectrophoresisMapDraw3.Locaterestrictionsites•Createsixtype