blast简介及其应用13.12.15
Blast
Blast(来自丁香园)BLAST序列相似性检索<zt>＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝Blast是通过比对(alignment)在数据库中寻找和你的查询序列(query)相似度很高的序列!通俗地说就是在已知的序列数据库中找和你的序列差不多的序列。
序列类似性检索就是将新测定的核酸或蛋白质序列对核酸或蛋白质序列数据库进行检索，找出与之相似的序列，从而评判新测定的序列是重复别人的工作，还是在前人的基础上有所创新，或是发现了新的序列。
现在用于序列类似性检索的软件很多，下面主要介绍GenBank的序列类似性检索工具棗BLAST。
1. BLAST简介BLAST是Basic Local Alignment Search Tool的英文缩写，意即碱基局部对准检索工具，是一种序列类似性检索工具。
它采用统计学记分系统，能将真正配对的序列同随机产生的干扰序列区别开来；同时采用启发式算法系统，即采用的是局部对准算法(Local Alignment Algorithm)，而不是全序列对准算法(Global Alignment Algorithm)。
全序列对准算法是在检索结果中两个被比较序列所有片断均类似；而局部对准算法是找出两个被比较序列的“最类似”片断，并得出可能只包含两个序列的某个部分的对准结果。
在BLAST的基础上，NCBI又开发了BLAST 2.0、Gapped BLAST和PSI-BLAST。
BLAST 2.0•是一种新的BLAST检索工具，它对BLAST作了改进，运行速度更快，灵敏度更高，同时具有Gapped BLAST和PSI-BLAST两种软件的新功能。
Gapped BLAST允许在对准的序列中引入空位(•碱基缺失或插入)，引入“空位”(Gaps)意味着在比较两个相关序列时不会出现中断(Break)现象。
这些空位对准的记分系统更能反映相关序列的类似程度。
PSI-BLAST的全称是Position-Specific •Iterated BLAST，意即特殊位置重复BLAST，它提供了自动、易用的概貌(Profile)检索，是查找序列同源(Sequence Homologues)的有效方法。
blast应用实例
blast应用实例Blast是一种常用的生物信息学工具，用于比对和分析生物序列。
它可以将一个或多个查询序列与数据库中的目标序列进行比对，通过比对结果提供有关序列相似性、保守区域和功能注释的信息。
以下是Blast应用的一些实例：1.从NCBI数据库搜索相似序列：Blast可以用于从NCBI的数据库中搜索与给定序列相似的序列。
例如，如果我们有一个未知的蛋白质序列，我们可以使用Blast将其比对到NCBI的非冗余蛋白质数据库上，以找到与之相似的蛋白质序列。
这对于鉴定新的蛋白质家族、推断功能等非常有用。
2.基因注释：Blast可以用于对新的基因序列进行功能注释。
例如，通过比对一个未知的DNA序列到已知的基因组序列数据库，我们可以获得对应的基因区域、编码蛋白质以及可能的功能信息。
这对于基因组学研究和药物研发很重要。
3.遗传多样性分析：Blast也可以用于研究不同物种或个体之间的遗传差异。
通过比对DNA或RNA序列，可以鉴定不同物种或个体之间的变异位点。
这对于研究进化、种群遗传学和物种鉴定具有重要意义。
4.病原体识别：Blast可以用于快速识别和鉴定病原体。
通过比对未知的病原体序列到已知的病原体数据库，可以确定其种类和亚型。
这对于疾病的诊断和流行病学研究非常有帮助。
5.系统发育分析：Blast在系统发育学中也被广泛应用。
通过比对多个物种的DNA或蛋白质序列，可以构建物种间的进化关系树。
这对于研究生物的进化历史和亲缘关系具有重要意义。
6.基因工程：Blast可以用于在已知的基因库中寻找与目标序列相似的基因。
这对于基因工程和生物治疗的设计和优化非常有用。
通过比对获取相关蛋白质、启动子、调控序列等信息，可以进行目标基因的定向改造和调节。
7.基因家族研究：Blast可以用于鉴定和研究特定基因家族。
通过比对已知基因家族的代表性成员，可以找到其他类似的基因序列。
这对于研究基因家族的进化、功能和调控具有重要意义。
8.转录因子结合位点预测：Blast可以用于识别和预测转录因子结合位点。
NCBI中Blast种类及利用简介
NCBI中Blast种类及利用简介NCBI中Blast种类简介1． Blast Assembled Genomes在一个选择的物种基因组序列中去搜索。
2．Basic Blast2.1 nucleotide blast--- 用核酸序列到核酸数据库中进行搜索，包括3个程序2.1.1 Blastn----核酸序列（n）到核酸序列数据库中搜索，是一种标准的搜索。
2.1.2 megablast----该程序利用“模糊算法”加速了比较速度,能够用于快速比较两大系列序列。
能够用来搜索一匹ESTs序列和大的cDNA或基因组序列, 适用于由于测序或其他缘故形成的轻微的不同的序列之间的比较2.1.3 discontiguous megablast----与megablast不同的是要紧用来比较来自不同物种之间的相似性较低的不合序列。
2.2 Protein Blast2.2.1 Blastp ---蛋白质序列到蛋白质序列数据库中搜索，是一种标准的搜索。
2.2.2 psi-blast---位点特异迭代BLAST —用蛋白查询来搜索蛋白资料库的一个程式。
所有被BLAST发觉的统计有效的对齐被总和起来形成一个多次对齐，从那个对齐，一个位置特异的分值矩阵成立起来。
那个矩阵被用来搜索资料库，以找到额外的显著对齐，那个进程可能被反复迭代一直到没有新的对齐能够被发觉。
2.2.3 PHI-BLAST---以常规的表达模型为专门位置进行PSI - BLAST检索,找出和待查询序列具有一样的表达模型且具有同源性的蛋白质序列。
2.3 Translating BLAST2.3.1 blastx----先将待查询的核酸序列按6 种读框翻译成蛋白质序列,然后将翻译出的蛋白质序列与NCBI 蛋白质序列数据库比较。
2.3.2 tblastn-----先将核酸序列数据库中的核酸序列按6 种读框翻译成蛋白质序列,然后将待查询的蛋白质序列与翻译结果进行比较。
BLAST种类及使用方法
BLAST种类及使用方法BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）是一种常用的生物信息学工具，用于在数据库中和比对生物序列。
BLAST工具有多种不同的变体，每种都有不同的用途和适用范围。
下面将介绍几种常见的BLAST工具及其使用方法。
1.BLASTN：BLASTN用于比对核酸序列（DNA或RNA）。
它可以识别相似的核酸序列，并计算相似度和比对长度。
通过对两个序列之间的匹配和错配进行比较，BLASTN可以找到最佳的比对结果。
BLASTN对于找到相似的基因和寻找保守序列非常有用。
使用方法：a.输入待比对的核酸序列。
b.选择合适的数据库（如NCBI的NR数据库）。
c.选择期望的输出格式。
d.运行BLASTN比对。
e.分析比对结果，并根据需要进行相关的进一步分析。
2.BLASTP：BLASTP用于比对蛋白质序列。
它可以找到相似的蛋白质序列，并计算相似度和比对长度。
BLASTP通过比较两个蛋白质序列之间的氨基酸匹配和错配来找到最佳的比对结果。
BLASTP对于找到相似的蛋白质序列、预测蛋白质结构和功能非常有用。
使用方法：a.输入待比对的蛋白质序列。
b. 选择合适的数据库（如NCBI的RefSeq数据库）。
c.选择期望的输出格式。
d.运行BLASTP比对。
e.分析比对结果，并根据需要进行相关的进一步分析。
3.BLASTX：使用方法：a.输入待比对的核酸序列。
b. 选择合适的数据库（如NCBI的RefSeq数据库）。
c.选择期望的输出格式。
d.运行BLASTX比对。
e.分析比对结果，并根据需要进行相关的进一步分析。
4. BLAST2Seq：使用方法：a.输入两个待比对的生物序列。
b.选择合适的数据库（如NCBI的NR数据库）。
c.选择期望的输出格式。
d. 运行BLAST2Seq比对。
e.分析比对结果，并根据需要进行相关的进一步分析。
5.tBLASTn：tBLASTn用于比对核酸序列，并将其翻译成六个阅读框的蛋白质序列，然后与蛋白质序列进行比对。
NCBI中Blast种类及使用简介
NCBI中Blast种类及使用简介NCBI中Blast种类简介1． Blast Assembled Genomes在一个选择的物种基因组序列中去搜索。
2．Basic Blast2.1 nucleotide blast--- 用核酸序列到核酸数据库中进行搜索，包括3个程序2.1.1 Blastn----核酸序列（n）到核酸序列数据库中搜索，是一种标准的搜索。
2.1.2 megablast----该程序使用“模糊算法”加快了比较速度,可以用于快速比较两大系列序列。
可以用来搜索一匹ESTs序列和大的cDNA或基因组序列, 适用于由于测序或者其他原因形成的轻微的差别的序列之间的比较2.1.3 discontiguous megablast----与megablast不同的是主要用来比较来自不同物种之间的相似性较低的分歧序列。
2.2 Protein Blast2.2.1 Blastp ---蛋白质序列到蛋白质序列数据库中搜索，是一种标准的搜索。
2.2.2 psi-blast---位点特异迭代BLAST —用蛋白查询来搜索蛋白资料库的一个程式。
所有被BLAST发现的统计有效的对齐被总和起来形成一个多次对齐，从这个对齐，一个位置特异的分值矩阵建立起来。
这个矩阵被用来搜索资料库，以找到额外的显著对齐，这个过程可能被反复迭代一直到没有新的对齐可以被发现。
2.2.3 PHI-BLAST---以常规的表达模型为特别位置进行PSI - BLAST检索,找出和待查询序列具有一样的表达模型且具有同源性的蛋白质序列。
2.3 Translating BLAST2.3.1 blastx----先将待查询的核酸序列按6 种读框翻译成蛋白质序列,然后将翻译出的蛋白质序列与NCBI 蛋白质序列数据库比较。
2.3.2 tblastn-----先将核酸序列数据库中的核酸序列按6 种读框翻译成蛋白质序列,然后将待查询的蛋白质序列与翻译结果进行比较。
blast用法
blast用法BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）是一种常用的生物信息学工具，用于在数据库中搜索和比对生物序列（如DNA、RNA、蛋白质等）。
以下是使用BLAST的基本步骤和用法：1. 准备输入序列：首先，准备待查询的序列数据。
可以是DNA序列、蛋白质序列或其他类型的生物序列。
2. 选择BLAST程序：根据要比对的序列类型，选择合适的BLAST程序。
常见的BLAST程序包括blastn（用于DNA比对）、blastp（用于蛋白质比对）、blastx（用于DNA与蛋白质相互比对）等。
3. 选择数据库：确定要在哪个数据库中进行比对。
BLAST提供了多个数据库选项，如NCBI提供的nr数据库（非冗余蛋白质序列数据库）。
4. 运行BLAST：使用命令行或图形界面工具，输入BLAST命令或设置相应的参数进行比对。
例如，可以使用以下命令运行blastp程序进行蛋白质比对：```blastp -query input.fasta -db database -out output.txt```其中，`input.fasta`是输入序列文件，`database`是要比对的数据库，`output.txt`是输出结果文件。
5. 解析和分析结果：BLAST运行完成后，会生成比对结果文件。
可以使用相应的工具或脚本来解析、过滤和分析结果，以获取所需信息（如相似性、E值、比对长度等）。
6. 结果解释和进一步分析：根据比对结果，可以进一步解释和分析序列的功能、同源性等信息。
可以使用其他生物信息学工具和数据库来进一步研究和验证结果。
需要注意的是，BLAST具有多个参数和选项，可以根据具体的研究目的和需求进行调整和优化。
建议参考相关的文档、教程或使用BLAST 提供的帮助命令（如`blastn -help`）来了解更多详细的用法和参数设置。
生物序列的同源性搜索-blast简介及其应用
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序列相似性比较和序列同源性分析
序列相似性比较： 就是将待研究序列与DNA或蛋白质序列库进行比较，
用于确定该序列的生物属性，也就是找出与此序列相似 的已知序列是什么。完成这一工作只需要使用两两序列 比较算法。常用的程序包有BLAST、FASTA等； 序列同源性分析： 是将待研究序列加入到一组与之同源，但来自不同物种 的序列中进行多序列同时比较，以确定该序列与其它序 列间的同源性大小。这是理论分析方法中最关键的一步。 完成这一工作必须使用多序列比较算法。常用的程序包 有CLUSTAL等；
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Blast简介（一）
BLAST 是由美国国立生物技术信息 中心（NCBI） 开发的一个基于序列相似性的数据库搜 索程序。
BLAST是“局部相似性基本查询工 具”(Basic Local Alignment Search Tool)的 缩写。
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Blast简介（二）
Blast 是一个序列相似性搜索的程序包， 其中包含了很多个独立的程序，这些程序 是根据查询的对象和数据库的不同来定义 的。比如说查询的序列为核酸，查询数据 库亦为核酸序列数据库，那么就应该选择 blastn程序。 下表列出了主
单机版Blast的基本操作过程 1.下载单机版的Blast程序
ftp:///blast/executables/ 目录下，下载对应的操作系统版本。
2.解压程序包(blast-2.28-ia32-linux.tar.gz) 命令是: $ tar zxvf blast-2.28-ia32-linux.tar.gz
2.Blast介绍 Blast资源和相关问题
基因测序分析软件的选择与使用教程
基因测序分析软件的选择与使用教程基因测序分析软件在生物信息学研究中扮演着至关重要的角色。
随着测序技术的快速发展，越来越多的数据被产生出来，需要强大而高效的分析软件来处理和解读这些数据。
本文将介绍基因测序分析软件的选择与使用教程，帮助读者更好地了解与应用这些工具。
一、基因测序分析软件的选择选择适合自己的基因测序分析软件是非常重要的，不同软件具有不同的功能和适用范围。
以下是一些常用的基因测序分析软件及其特点：1. BLAST：BLAST（基本局限序列比对搜索工具）是一种用于序列比对的基本工具。
它可以比较两个或多个序列，并通过计算相似性来评估它们之间的关系。
BLAST非常适合于寻找相关基因序列、片段或蛋白质序列。
2. Bowtie：Bowtie是一款用于序列比对的高效软件。
它能够在基因组数据中查找与给定序列片段相匹配的位置，并生成对应的比对结果。
Bowtie在处理大规模测序数据方面表现出色。
3. TopHat：TopHat是一款用于分析RNA测序数据的软件。
它能够从原始测序数据中鉴定基因表达模式，并帮助研究者理解基因调控机制。
TopHat对于RNA测序数据的分析和重组定位特别有用。
4. Cufflinks：Cufflinks是一个用于RNA测序数据分析的流行软件包。
它可以将测序数据定量转化为基因表达水平，并帮助识别新转录本和剪接变异。
Cufflinks在基因组学研究中具有广泛应用。
根据具体研究需求和测序数据类型选择适合的软件是至关重要的。
在选择之前，建议研究者先对自己的数据类型、分析目标和软件特点进行充分了解。
此外，网络上有许多生物信息学研究者的博客和论坛，可以从中获得宝贵的经验和指导。
二、基因测序分析软件的使用教程选择好适合的基因测序分析软件后，正确使用软件以获取准确的结果是至关重要的。
以下是一些基本的使用教程，供参考：1. 学习软件命令：大部分基因测序分析软件都是通过命令行界面运行的。
研究者需要先学习软件的命令语法和参数设置，以正确使用软件。
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就会将翻译的6个蛋白质序列逐一与蛋白质序列数
据库中的各个成员进行比较。
2.根据数据类型，选择合适的程序
tblastx (translated BLAST)：将一个核酸查询 序列的6种框架的翻译结果与一个核酸序列数据库 的6种框架翻译产物进行比较。该程序不能使用
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两种版本的BLAST比较（二）
单机版 单机版的BLAST可以通过NCBI的ftp站点获得， 有适合不同平台的版本（包括linux，dos等）。 获得程序的同时必须获取相应的数据库才能在 本地进行BLAST分析。单机版的优点是可以处 理大批的数据，可以自己定义数据库，但是需 要耗费本地机的大量资源，此外操作也没有网 络版直观、方便，需要一定的计算机操作水平。
Tblastn TBlastx
蛋白质 核酸
核酸 核酸
在核酸数据库（用所有6种可读框翻译） 中比对待检的蛋白质序列 在核酸数据库（用所有6种可读框翻译） 中比对待检的核酸序列（也用所有6种 可读框翻译）
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两种版本的BLAST比较（一）
网络版本 包括NCBI在内的很多网站都提供了在线 的BLAST服务，这也是我们最经常用到 的BLAST服务。网络版本的BLAST服务 就有方便，容易操作，数据库同步更新等 优点。但是缺点是不利于操作大批量的数 据，同时也不能自己定义搜索的数据库。
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分析过程
如不单击BLAST，而单击BLAST下面的 Algorithm Parameters，可以进行BLAST的 高级设置选项。
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分析过程
4.BLAST程序启动后，进入Formatting Blast 界面，如图：
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分析过程
5.在色条上单击，进入Conserved Domains （保守结构）分析界面，可以看到序列的 保守性利用不同的算法，得出不同的结果， 如图：
1.登陆blast主页 /BLAST/ 2.根据数据类型，选择合适的程序 3.填写表单信息 4.提交任务 5.查看和分析结果
1.登陆blast主页 / BLAST/
组装的基因组序列库 所有的 BLAST基 因数据库 基本blast
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生物序列的同源性
同源性(homology)： 指从一些数据中推断出的两个基因或 蛋白质序列具有共同祖先的结论，属于质 的判断。就是说A和B的关系上，只有是 同源序列，或者非同源序列两种关系。而 说A和B的同源性为80％都是不科学的。
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相似性和同源性关系
序列的相似性和序列的同源性有一定的关系， 一般来说序列间的相似性越高的话，它们是同源 序列的可能性就更高，所以经常可以通过序列的 相似性来推测序列是否同源。 正因为存在这样的关系，很多时候对序列的 相似性和同源性就没有做很明显的区分，造成经 常等价混用两个名词。所以有出现A序列和B序 列的同源性为80％一说。
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Why use BLAST?
BLAST 是NCBI中用来将一个蛋白质或 DNA序列和各种数据库中的其他序列进行 比对的主要工具。 BLAST搜索是研究一 个蛋白质和基因的最基本的方法之一。
BLAST的使用
BLAST 具有非常广泛的应用： 研究可能存在多种剪切方式的表达序列标签。。 寻找对于一个蛋白质的功能和/或结构起关键作用的氨 基酸残基。 确定特定的蛋白质或核酸序列有哪些已知的直系同源或 旁系同源序列。 确定哪些蛋白质和基因在特定的物种中出现。 确定一个DNA或蛋白质序列身份。 发现新基因 确定一个特定基因或蛋白质有哪些已经发现了的变种。
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BLAST简介
BLAST搜索的六大优点： 使用方便，功能齐全 速度快，结果可信 NCBI精心维护，持续开发 配套数据库不断更新 免费服务（NCBI、EBI、TIGR） 免费下载，本地安装
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主要的BLAST程序（功能）
程序名 Blastn Blastp Blastx 查询序列 核酸 蛋白质 核酸 数据库 核酸 蛋白质 蛋白质 搜索方法 在核酸数据库中比对核酸序列 在蛋白质数据库中比对蛋白质序列 在蛋白质数据库中比对待检的核酸序列 （用所有6种可读框翻译）
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nr数据库是合并了若干个主要的蛋白质或 DNA数据库得到的。这些数据库中经常包 含有相同的序列，但nr数据库只收录其中 的一个序列(即使在nr数据库中出现看上 去一样的序列，实际上还是具有一些细节 上的区别)。 nr数据库是在要搜索现有的 绝大多数序列时典型和常用的数据库。
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1.序列信息部分
Blast的使用
首先在NCBI的基因数据库中找到一段基因核苷 酸序列（或者是通过测序得到的核苷酸序列）。 将该序列用FASTA格式存入记事本。 进入Blast界面选择一种自己所需的功能进行搜 索比对。 将需要查询序列键入框中选择数据库和确定比 对参数。 Blast（比对）
网页版 具体步骤
特定的BLAST
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2.根据数据类型，选择合适的程序
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2.根据数据类型，选择合适的程序
blastn (nucleotide BLAST)：将一个核酸的查
询序列与一个核酸序列数据库相比较。
blastp (protein BLAST)：将一个氨基酸的查询
序列与一个蛋白质序列数据库相比较。这类搜索
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Blast程序评价序列相似性的两个数据
Score：使用打分矩阵对匹配的片段进行打分，这是对各对氨
基酸残基（或碱基）打分求和的结果，一般来说，匹配片段越长、 相似性越高则Score值越大。
E value:在相同长度的情况下，两个氨基酸残基（或碱基）随
机排列的序列进行打分，得到上述Score值的概率的大小。E值越 小表示随机情况下得到该Score值的可能性越低。 我们在获得一个Blast结果时需要看这两个指标。 如果Blast获得的目标序列的Score值越高并且E-value越低表明结 果越可信，反之越不可信.
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常用的检索数据库
Pdb Nr GenBank 拥有三维空间结构的原子坐标的氨基酸序列库 蛋白数据库
EST
STS Htgs GSS Yeast E.coli Mito Alu Swissprot
Expressed sequence tags，表达序列标签数据库
sequence tagged sites，序列标签位点数据库 high throughput genomic sequences，高通量基因组序列 genome survey sequences，基因组测定序列 酵母基因组中基因编码的全套蛋白质 大肠杆菌基因组中基因编码的全套蛋白质 脊椎动物线粒体的全基因组序列 搜集了灵长类动物的Alu重复序列 蛋白质数据库
序列范围 （默认全部）
选择搜索数据库
填入查询（query）的序列
如果接受其他参数默认 设置，点击开始搜索
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4.提交任务 5.查看和分析结果
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具体例子
以下列蛋白序列为例，进行BLAST搜素：
MSDNGPQSNQRSAPRITFGGPTDSTDNNQNGGRNGARPKQRRPQGLPNNTASWFT ALTQHGKEELRFPRGQGVPINTNSGPDDQIGYYRRATRRVRGGDGKMKELSPRW YFYYLGTGPEASLPYGANKEGIVWVATEGALNTPKDHIGTRNPNNNAATVLQLPQ GTTLPKGFYAEGSRGGSQASSRSSSRSRGNSRNSTPGSSRGNSPARMASGGGETAL ALLLLDRLNQLESKVSGKGQQQQGQTVTKKSAAEASKKPRQKRTATKQYNVTQA FGRRGPEQTQGNFGDQDLIRQGTDYKHWPQIAQFAPSASAFFGMSRIGMEVTPSGT WLTYHGAIKLDDKDPQFKDNVILLNKHIDAYKTFPPTEPKKDKKKKTDEAQPLPQ RQKKQPTVTLLPAADMDDFSRQLQNSMSGASADSTQA
有专门与蛋白质搜索相关的可选参数，如对各种 PAM和BLOSUM打分矩阵的选择。
2.根据数据类型，选择合适的程序
blastx (translated BLAST)：将一个核酸的查询
序列按所有可能的阅读框翻译后的序列与一个蛋白
质序列数据库进行比较。如若有一个DNA序列，想知道它编码什么蛋源自质，用此程序进行搜索。它会6
BLAST简介
BLAST既是一种算法也是一种基于该算法设 计出的搜索工具，是由美国国家生物信息中心 （NCBI）研发的一个生物信息数据库搜索工具 系统，该系统对于生物基因序列数据在计算机中 的表达和处理作了许多的研究，提供了一个快速 的基于碱基数据的搜索引擎。 BLAST是基于匹配短序列片段，用一种强有 力的统计模型来确定未知序列与数据库序列的最 佳局部联配，可在序列数据库中对查询序列进行 相似性比对工作。
特定的BLAST
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核酸数据库中 比对核酸序列 BLASTN 蛋白质数据库中 比对蛋白质序列 蛋白质数据库中 比对核酸序列 蛋白质数据库中 比对核酸序列
BLASTP
核酸数据库中 比对蛋白质序列
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标准蛋白质数据库
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快速搜索
组装的基因序列库 所有的 BLAST基 因数据库 基本操作
特定的BLAST
BLAST网页上提供的主要的去冗余(nr)数据库，因
这一操作很消耗计算机资源。
3.填写表单信息
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1.序列信息部分
序列范围 （默认全部）
选择搜索数据库
填入查询（query）的序列
如果接受其他参数默认 设置，点击开始搜索
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去冗余GenBank编码序列PDB + SwissProt + PIR + PRF
BLAST简介及其应用