电子克隆.ppt
合集下载
07_电子PCR
• 包含STS标记物上所有的数据, 包括
– 引物序列，产物大小, 定位数据和别名
• 提供对其他的 NCBI 资源的链接, 如
– Entrez, LocusLink 和 MapViewer
• e- PCR 在DNA 序列中搜寻潜在的STS
– 方位和距离正确的子序列 – 用于产生已知STS的PCR 引物
• 用左侧的滑标可 以对图像放大缩 小。
电子 PCR (e-PCR)
• 识别DNA序列中的序列标签位点(STS) 是一个电子 PCR 问题。
• NCBI的电子 PCR(e-PCR)工具, 是 UniSTS 资源的一部份, 用于在有关 的DNA 片段里面寻找STS 标记。
UniSTS
• UniSTS的URL是 (http:// /genome/sts/)
Map Viewer
• 显示图谱
stSG47693 称为 RH92759(粉色)
• Gene Map’99Genebridge 4 标度在左边 (GM99_GB4)
பைடு நூலகம்
Map Viewer
GeneMap’99(GM99)是 国际放射杂交组织使 用一致的RH试剂和 方法建成的
GeneBridge 4 RH panel (GB 4 RH 组 )
• 显示引物、别名 等详细信息
• 提供交叉参考和 超链接
– LocusLink – Unigene – GeneBridge 4
UniSTS
• 页面的下面显示 • 包括该STS的其他
序列
– Contig (连续克隆系) – mRNA – EST
• 点击Mapping Information 中的 Map Viewer
Map Viewer
– 引物序列，产物大小, 定位数据和别名
• 提供对其他的 NCBI 资源的链接, 如
– Entrez, LocusLink 和 MapViewer
• e- PCR 在DNA 序列中搜寻潜在的STS
– 方位和距离正确的子序列 – 用于产生已知STS的PCR 引物
• 用左侧的滑标可 以对图像放大缩 小。
电子 PCR (e-PCR)
• 识别DNA序列中的序列标签位点(STS) 是一个电子 PCR 问题。
• NCBI的电子 PCR(e-PCR)工具, 是 UniSTS 资源的一部份, 用于在有关 的DNA 片段里面寻找STS 标记。
UniSTS
• UniSTS的URL是 (http:// /genome/sts/)
Map Viewer
• 显示图谱
stSG47693 称为 RH92759(粉色)
• Gene Map’99Genebridge 4 标度在左边 (GM99_GB4)
பைடு நூலகம்
Map Viewer
GeneMap’99(GM99)是 国际放射杂交组织使 用一致的RH试剂和 方法建成的
GeneBridge 4 RH panel (GB 4 RH 组 )
• 显示引物、别名 等详细信息
• 提供交叉参考和 超链接
– LocusLink – Unigene – GeneBridge 4
UniSTS
• 页面的下面显示 • 包括该STS的其他
序列
– Contig (连续克隆系) – mRNA – EST
• 点击Mapping Information 中的 Map Viewer
Map Viewer
4.植物基因克隆技术进展
1 功能克隆
功能克隆（Functional Cloning）就是从蛋白质的功 能着手进行基因克隆，是人类采用的第一个克隆 基因的策略。 其基本步骤为：根据已知的生化缺陷或特征确认 与该功能有关的蛋白质，分离纯化蛋白并测定出 部分氨基酸序列 – 根据遗传密码推测其可能的编码序列，设列 – 或者使用该蛋白质对选中的克隆测序，获得目的基 因的序列
1 功能克隆
关键技术： 用这一策略克隆基因的关键在于必须首先分离出一 个纯的蛋白，测定出其一部分氨基酸序列或选 • 例如与苯丙酮尿症相关的酪氨酸羟化酶基因， 与镰刀型细胞贫血症相关的珠蛋白基因，都是 用这种方法取得成功例子。
dna代表性差异分析dnarepresentatioaldifferenceanalysisdnarda抑制性消减杂交法suppressionsubtractivehybridizationsshcdnaaflp技术rna指纹技术等目前用这些方法已经相继克隆了许多基因6基因芯片技术genechips?基因芯片又称dna芯片dna微阵列dnamicroarray是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针有规律地排列固定于支持物上然后与待测的标记样品的基因按碱基配对原理进行杂交再通过激光共聚焦荧光检测系统等对芯片进行扫描并配以计算机系统对每一探针上的荧光信号作出比较和检测从而迅速得出所要的信息
3 转座子标签法
• 随着农杆菌介导转座子导入目标植物系统建成后， 目前已在拟南芥、番茄、水稻中有广泛的运用。 • 同时，随着拟南芥、水稻等模式植物的基因组测 序完成，研究的热点转向功能基因组，转座子标 签技术己经成为构建植物突变体库，进行基因功 能研究的核心技术。
4 同源序列法
• 同源序列法是根据与待克隆基因同源的已知序列 进行基因克隆的方法。目前很多植物基因序列已 知，当要克隆类似基因时可先从Genbank 库中找 到有关基因序列，设计出特异引物；以植物基因 组DNA 或者cDNA为模板， 采取PCR 或RT-PCR 的方法来扩增目的基因；扩增的片段经纯化后， 连接到合适的载体上，进行序列分析、比较验证 并确认目的基因的克隆。 • 优点：利用PCR 技术，快速、简便。非常大的成 功 • 局限性：依赖于已知的序列
高中生物ppt课件
遗传多样性的保护
介绍如何保护遗传多样性，如建立自 然保护区、加强物种保护法律法规的 制定和执行、开展宣传教育等，以维 护地球生物的生存和发展。
04
人类健康与疾病
Chapter
营养与健康
总结词：了解营养标签，选择健康食品
认识到健康饮食的重要性，包括均衡摄 入各种营养素，避免过量摄入脂肪、糖 和盐。
细胞核由核膜、核仁、染色质和核液等组成。
细胞核的功能
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
染色体与染色质的关系
染色体是染色质高度螺旋化后的结果，具有稳定的形态和遗传学意 义。
02
遗传与进化
Chapter
DNA复制与基因表达
01
02
03
DNA复制过程
DNA复制是生物体遗传信 息复制和遗传的基本过程 ，包括解旋、合成和聚合 等步骤。
生态系统多样性
生态系统多样性
指地球上不同类型生态系统和景 观的多样性，包括森林、草原、 湿地、海洋等生态系统，为生物 多样性提供了适宜的生存环境。
生态系统功能
描述生态系统的基本功能，如物 质循环、能量流动和信息传递等 ，以及生态系统对气候、环境和 人类福祉的影响。
遗传多样性
遗传多样性
指种内不同个体之间存在的遗传变异 ，包括基因频率和基因型多样性等， 是生物适应环境和进化的重要基础。
基因芯片技术
基因芯片技术是一种高通量的 DNA检测技术，可以用于基因表 达谱分析、基因突变检测等。
01 02 03 04
PCR技术
PCR技术是一种在体外扩增DNA 的技术，广泛应用于基因诊断、 基因克隆等领域。
蛋白质组学技术
蛋白质组学技术是研究细胞内全 部蛋白质的技术，可以用于研究 蛋白质的功能、相互作用等。
介绍如何保护遗传多样性，如建立自 然保护区、加强物种保护法律法规的 制定和执行、开展宣传教育等，以维 护地球生物的生存和发展。
04
人类健康与疾病
Chapter
营养与健康
总结词：了解营养标签，选择健康食品
认识到健康饮食的重要性，包括均衡摄 入各种营养素，避免过量摄入脂肪、糖 和盐。
细胞核由核膜、核仁、染色质和核液等组成。
细胞核的功能
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
染色体与染色质的关系
染色体是染色质高度螺旋化后的结果，具有稳定的形态和遗传学意 义。
02
遗传与进化
Chapter
DNA复制与基因表达
01
02
03
DNA复制过程
DNA复制是生物体遗传信 息复制和遗传的基本过程 ，包括解旋、合成和聚合 等步骤。
生态系统多样性
生态系统多样性
指地球上不同类型生态系统和景 观的多样性，包括森林、草原、 湿地、海洋等生态系统，为生物 多样性提供了适宜的生存环境。
生态系统功能
描述生态系统的基本功能，如物 质循环、能量流动和信息传递等 ，以及生态系统对气候、环境和 人类福祉的影响。
遗传多样性
遗传多样性
指种内不同个体之间存在的遗传变异 ，包括基因频率和基因型多样性等， 是生物适应环境和进化的重要基础。
基因芯片技术
基因芯片技术是一种高通量的 DNA检测技术，可以用于基因表 达谱分析、基因突变检测等。
01 02 03 04
PCR技术
PCR技术是一种在体外扩增DNA 的技术，广泛应用于基因诊断、 基因克隆等领域。
蛋白质组学技术
蛋白质组学技术是研究细胞内全 部蛋白质的技术，可以用于研究 蛋白质的功能、相互作用等。
生物信息学概论
3、蛋白质结构
目前用于确定蛋白质三维结构的方法：除了通过诸如X射线晶体 结构分析、多维核磁共振（NMR）波谱分析和电子显微镜二维 晶体三维重构（电子晶体学，EC）等物理方法 另一种广泛使用的方法就是通过计算机辅助预测的方法。一般 认为蛋白质的折叠类型只有数百到数千种，远远小于蛋白质所 具有的自由度数目，而且蛋白质的折叠类型与其氨基酸序列具 有相关性，这样就有可能直接从蛋白质的氨基酸序列通过计算 机辅助方法预测出蛋白质的三维结构
医学
生物学、 分子生物学
生物信息学
数学、 统计学
计算机学、 计算机网络
10
生物信息学主要功能
➢ 分析和处理实验数据和公共数据，加快研究进 度，缩短科研时间
➢ 提示、指导、替代实验操作，利用对实验数据 的分析所得的结论设计下一阶段的实验
➢ 实验数据的自动化管理 ➢ 寻找、预测新基因及其结构、功能 ➢ 蛋白质高级结构及功能预测（三维建模，目前
研究的焦点和难点）
11
1. 分析和处理实验数据和公共数据，加快研究进度， 缩短科研时间
➢ 核酸：序列同源性比较，分子进化树构建，结构信息分 析，包括基元(Motif)、酶切点、重复片断、碱基组成和 分布、开放阅读框（ORF），蛋白编码区（CDS）及外 显子预测、RNA二级结构预测、DNA片段的拼接
33
蛋白质分析技术
氨基酸自动测序：测定蛋白质 N-端氨基酸序列 质谱法测序：测定氨基酸序列 X-射线衍射：测定蛋白质的 3-D结构 细菌或酵母双杂交实验：测定蛋白质间的相互作用 双相电泳：蛋白质组学研究
34
(3) DNA分子和蛋白质分子都含有进化信息
➢通过比较相似的蛋白质序列，如肌红蛋白和 血红蛋白，可以发现由于基因复制而产生的 分子进化证据。
生物信息学概述 PPT
Swiss-prot: ≈550,000条蛋白质序列
(三)后基因组时代得生物信息学
基因组
结构与功能
细胞重建
基因
信号网络 代谢途径
系统重建
29
四、生物信息学得研究领域
基因组序列装配 基因识别 基因功能预报 基因多态性分析 基因进化 mRNA结构预测 基因芯片设计 基因芯片数据分析 疾病相关基因分析
20世纪90年代
人类基因组计划开始 (Human Genome Project, HGP)
人类基因组计划带来了 生物信息学
人类基因组计划
(HGP,Human Genome Project) 目标:整体上破解人类遗传信息得奥秘
由美国NIH和能源部提出和带头,美、英、德、法 、日、中共同参与得国际合作项目。
2,3,4,7,11,15,18,Y
900
4 JGI
5,16,19
250
5 Baylor
1,2,3,X
230
6 Riken
21,18,11q
160
7 IMB
8,21,X
50
8 Genoscope
Most of 14
85
9 U. Wash (Olson)
10 Beijing
3p
30
11 GTC (Smith)
分
子
信
生物分子结构数据
息
2022/9/20
生物分子功能数据
直观 复杂
生物分子数据及其关系
第一部 遗传密码
第二部 遗传密码？
DNA 核酸序列
蛋白质 氨基酸序列
蛋白质 结构
蛋白质 功能
最基本的 生物信息
2022/9/20
(三)后基因组时代得生物信息学
基因组
结构与功能
细胞重建
基因
信号网络 代谢途径
系统重建
29
四、生物信息学得研究领域
基因组序列装配 基因识别 基因功能预报 基因多态性分析 基因进化 mRNA结构预测 基因芯片设计 基因芯片数据分析 疾病相关基因分析
20世纪90年代
人类基因组计划开始 (Human Genome Project, HGP)
人类基因组计划带来了 生物信息学
人类基因组计划
(HGP,Human Genome Project) 目标:整体上破解人类遗传信息得奥秘
由美国NIH和能源部提出和带头,美、英、德、法 、日、中共同参与得国际合作项目。
2,3,4,7,11,15,18,Y
900
4 JGI
5,16,19
250
5 Baylor
1,2,3,X
230
6 Riken
21,18,11q
160
7 IMB
8,21,X
50
8 Genoscope
Most of 14
85
9 U. Wash (Olson)
10 Beijing
3p
30
11 GTC (Smith)
分
子
信
生物分子结构数据
息
2022/9/20
生物分子功能数据
直观 复杂
生物分子数据及其关系
第一部 遗传密码
第二部 遗传密码？
DNA 核酸序列
蛋白质 氨基酸序列
蛋白质 结构
蛋白质 功能
最基本的 生物信息
2022/9/20
电子克隆简介
信息科学技术特别是数据库技术在战后 飞速发展
什么是电子克隆
表达序列标签（expressed sequence tags， EST）是对某个基因cDNA克隆测序所得的部 分序列片段，长度大约为200~600bp
由于基因表达调控作用不同，同一个基因的 mRNA剪接位点和方式不同，所以同一个基 因的全长cDNA可能包含多个EST
常用软件及网络资源简介
美国国家生物信息中心（National Center of Biotechnology Information，NCBI），
美国冷泉港实验室（Cold Spring Habor Laboratory，CSHL），
欧洲分子生物学信息网（European Molecular Biology Net，EMBnet），
常用软件及网络资源简介
EditSeq是输入并且修剪DNA或蛋白质序列的 工具。EditSeq能读取大部分的序列格式，也 可以通过使用键盘输入，或者从其他地方复 制、粘贴得到。序列被打开后，EditSeq能使 用标准或者指定的遗传密码进行翻译或反翻 译、寻找开放读框以及进行阅读校对
常用软件及网络资源简介
Thank you for your patience!
电子克隆简介
什么是电子克隆 拼图游戏一样的原理 应用 如何做拼图游戏 常用软件及网络资源简介 优点与缺点的讨论 现状与展望
什么是电子克隆
Watson & Crick 成功解析了DNA分子 二级结构，开创了分子生物学时代
Karry Mullis 发明了PCR反应，体外大 规模、有目的和快速地克隆目标基因成 为可能
研究人员不可完全迷信软件提供的结果，最 好对分析做人工可靠性验证
普遍适用性较差 电子克隆后需要研究其指导合成的蛋白质的
什么是电子克隆
表达序列标签（expressed sequence tags， EST）是对某个基因cDNA克隆测序所得的部 分序列片段，长度大约为200~600bp
由于基因表达调控作用不同，同一个基因的 mRNA剪接位点和方式不同，所以同一个基 因的全长cDNA可能包含多个EST
常用软件及网络资源简介
美国国家生物信息中心（National Center of Biotechnology Information，NCBI），
美国冷泉港实验室（Cold Spring Habor Laboratory，CSHL），
欧洲分子生物学信息网（European Molecular Biology Net，EMBnet），
常用软件及网络资源简介
EditSeq是输入并且修剪DNA或蛋白质序列的 工具。EditSeq能读取大部分的序列格式，也 可以通过使用键盘输入，或者从其他地方复 制、粘贴得到。序列被打开后，EditSeq能使 用标准或者指定的遗传密码进行翻译或反翻 译、寻找开放读框以及进行阅读校对
常用软件及网络资源简介
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电子克隆简介
什么是电子克隆 拼图游戏一样的原理 应用 如何做拼图游戏 常用软件及网络资源简介 优点与缺点的讨论 现状与展望
什么是电子克隆
Watson & Crick 成功解析了DNA分子 二级结构，开创了分子生物学时代
Karry Mullis 发明了PCR反应，体外大 规模、有目的和快速地克隆目标基因成 为可能
研究人员不可完全迷信软件提供的结果，最 好对分析做人工可靠性验证
普遍适用性较差 电子克隆后需要研究其指导合成的蛋白质的
光合作用光反应电子传递ppt
研究不同植物间光合作用的光能利用效率差异及其影响因素，为提高植物生产力提供理论指导和技术支持。
加强光合作用光反应电子传递在农业生产中的应用研究
加强光合作用光反应电子传递与其他领域的交叉学科研究
与植物生理学、生物化学、分子生物学等学科进行深度交叉融合，共同研究光合作用光反应电子传递的作用机制及其与其他生命过程的相互关系。
2023
光合作用光反应电子传递
CATALOGUE
目录
光合作用光反应电子传递概述光合作用光反应电子传递的组成与机制光合作用光反应电子传递的调控因素光合作用光反应电子传递与其他生理过程的关系光合作用光反应电子传递的遗传改良与基因工程应用光合作用光反应电子传递研究展望
01
光合作用光反应电子传递概述
VS
总结词
详细描述
光合作用光反应电子传递相关基因的克隆与功能分析
通过遗传改良和分子育种方法，可以增强植物的光合作用效率和抗逆性，提高农作物的产量和品质。
总结词
利用基因工程技术，将光合作用光反应电子传递相关基因导入作物中，改善其光合作用效率和抗逆性。同时，利用分子标记辅助选择等手段进行分子育种，选育出具有优良性状的光合作用光反应电子传递相关基因的转基因植物，提高农作物的产量和品质。
光合作用光反应电子传递是指在光合作用过程中，光能被转化成化学能的过程。这一整个化学过程主要源自于植物中的叶绿素分子和蓝藻中的藻蓝素分子吸收光能后发生的变化。
特点
光合作用光反应电子传递是一种高效的能量传递过程，其最大特点是它不产生游离的电子，而是通过一系列的氧化还原反应将光能转化为化学能。此外，这一过程是一个连续的能量传递过程，由一系列的电子传递链组成，每个电子传递链都由一系列电子传递蛋白组成。
探索不同环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制，例如光照、温度、水分等环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制。
加强光合作用光反应电子传递在农业生产中的应用研究
加强光合作用光反应电子传递与其他领域的交叉学科研究
与植物生理学、生物化学、分子生物学等学科进行深度交叉融合，共同研究光合作用光反应电子传递的作用机制及其与其他生命过程的相互关系。
2023
光合作用光反应电子传递
CATALOGUE
目录
光合作用光反应电子传递概述光合作用光反应电子传递的组成与机制光合作用光反应电子传递的调控因素光合作用光反应电子传递与其他生理过程的关系光合作用光反应电子传递的遗传改良与基因工程应用光合作用光反应电子传递研究展望
01
光合作用光反应电子传递概述
VS
总结词
详细描述
光合作用光反应电子传递相关基因的克隆与功能分析
通过遗传改良和分子育种方法，可以增强植物的光合作用效率和抗逆性，提高农作物的产量和品质。
总结词
利用基因工程技术，将光合作用光反应电子传递相关基因导入作物中，改善其光合作用效率和抗逆性。同时，利用分子标记辅助选择等手段进行分子育种，选育出具有优良性状的光合作用光反应电子传递相关基因的转基因植物，提高农作物的产量和品质。
光合作用光反应电子传递是指在光合作用过程中，光能被转化成化学能的过程。这一整个化学过程主要源自于植物中的叶绿素分子和蓝藻中的藻蓝素分子吸收光能后发生的变化。
特点
光合作用光反应电子传递是一种高效的能量传递过程，其最大特点是它不产生游离的电子，而是通过一系列的氧化还原反应将光能转化为化学能。此外，这一过程是一个连续的能量传递过程，由一系列的电子传递链组成，每个电子传递链都由一系列电子传递蛋白组成。
探索不同环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制，例如光照、温度、水分等环境因素对光合作用光反应电子传递的影响及其作用机制。
生物信息学介绍
基因芯片应用
基因表达检测
特异性相关的基因：差异表达的基因 基因功能研究 健康状况的检测
毒理学研究
药物作用机制的研究
定位克隆
基因突变和多态性检测
确定重叠群克隆的排序
基因芯片产业化现状
公司：尖端技术研究和市场化的混合体 美国已有二十多家公司 我国：
首家为联合基因集团 南方病虫害基因 白血病检测
基因芯片流程（一）
1. 实验设计 2. 样品制备（指mRNA或总RNA样品，包括对照组 和实验组） 3. 芯片制备（包括PCR，纯化，点样等步骤） 4. 芯片杂交（将mRNA或总RNA分别进行逆转录生 成cDNA，在此步骤中将对照组和实验组cDNA分 别标记CY3和CY5荧光信号） 5. 芯片扫描（采用激光扫描仪，分别用532nm和 635nm波长激光扫描芯片，对于每张芯片，得到 CY3和CY5通道两幅图象）
的机理和疾病发生的分子机制
人类基因组计划（Human Genome PROJECT,
HGP) 1986年Americian Rensto Dulbecco 《Science》
近期任务
大规模基因组测序中的信息分析 新基因和新SNPS(单核苷酸多态性)的发现与鉴定 完整基因组的比较研究 大规模基因功能表达谱的分析 生物大分子的结构模拟与药物设计
远期任务
读懂人类基因组，发现人类遗传语言的根本规律，从而阐明若干生 物学中的重大自然哲学问题，像生命的起源与进化等。这一研究的关 键和核心是了解非编码 区
非编码区信息结构分析
遗传密码起源和生物进化的研究
生物学世纪的重大生物学课题
生命是什么：生物系统运作机理的更深入探索 基因组中的信息：读懂ACGT序列 氨基酸序列如何编码蛋白质的特性与活性
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传统的方法如同小规模地捕捞一条或几条鱼，电子克隆与之相 比就如同集约化地捕捞一群鱼
拼图游戏一样的原理
相近的物种在核酸序列上有相似性，相近物 种中的同源基因序列在一定程度上可以代表 目的基因的序列
可代表程度与两序列的相似度直接相关，加 之遗传密码的简并性，这种混同在理论上是 可行的 ，但需要作同源性检验以克服主观因 素的影响
此拼接cDNA序列以期挖掘新基因 另一方面是在全基因组已经测序的物种中，
研究整个基因组序列以推测其中可能尚未发 现的基因 目前应用比较广泛的是第一方面
应用
数据库查询 数据库比对 文件下载 序列分析 序列装配 分子模型 结构分析 功能分析
应用
下：
什么是电子克隆
传统的克隆方法是利用基因特异性骤繁琐、成 本高、得率低；运用电子克隆的方法延伸得 到的cDNA几乎囊括了所有疑似为目的基因的 cDNA序列，无论表达转录如何调控，都能通 过PCR扩增出表达的那一段基因
拼图游戏一样的原理
借助计算机找到具有相同或相似图案的图块， 拼成完整的图案，我们需要做的是进行局部 的微调。
剩下的工作就是对拼接出的cDNA进行可能的 开放阅读框的分析，设计囊括开放阅读框两 端的引物，RT-PCR扩增侯选基因
应用
电子克隆主要应用于两个方面： 一个是利用EST序列检索同源性序列，并由
如何做拼图游戏
将检索得到的同源序列保存到PC机上，运行 DNAStar软件包，将上述序列输入，由于基 因测序是借助质粒载体完成的，序列中难免 混有载体序列，因此需要运行程序查找载体 序列，对序列进行末段修剪去掉冗余部分
如何做拼图游戏
程序根据外显子和内含子的编码规则和排布 方式搜索和定位开放阅读框，开放阅读框是 电子克隆的重点研究对象；接着，程序对各 段序列的重复序列和差异序列进行逐一检索 和比对，并对重叠区域进行拼接和组装，构 建重叠序列群
如何做拼图游戏
对延伸出的cDNA其作人工的可靠性验证 提取水稻中总RNA，进行RT-PCR，电泳检
测结果 转录调控的研究
常用软件及网络资源简介
DNAStar是一款电子克隆中常用的软件包， 它以功能全面和强大而著称，它主要包括以 下几个应用程序：EditSeq、GeneMan、 GeneQuest、MapDraw、MegAlign、 PrimerSelect、Protean、和SeqMan II
电子克隆简介
南京农业大学生命科学学院 沈文飙
什么是电子克隆 拼图游戏一样的原理 应用 如何做拼图游戏 常用软件及网络资源简介 优点与缺点的讨论 现状与展望
什么是电子克隆
Watson & Crick 成功解析了DNA分子 二级结构，开创了分子生物学时代
Karry Mullis 发明了PCR反应，体外大 规模、有目的和快速地克隆目标基因成 为可能
常用软件及网络资源简介
EditSeq是输入并且修剪DNA或蛋白质序列的 工具。EditSeq能读取大部分的序列格式，也 可以通过使用键盘输入，或者从其他地方复 制、粘贴得到。序列被打开后，EditSeq能使 用标准或者指定的遗传密码进行翻译或反翻 译、寻找开放读框以及进行阅读校对
常用软件及网络资源简介
EST既代表了基因cDNA的某一区段，也表征 了成熟mRNA可能的剪接方式
什么是电子克隆
电子克隆技术是生物学数据库中EST数据库、 核酸序列数据库、基因组数据库，采用同源 性序列比对和归类分析、重叠区域组装和拼 接等方法延长EST序列，直至没有与之同源 的序列可供拼接为止，所得到的序列可以认 为是相对应基因的全长cDNA，根据所得的 cDNA序列设计囊括开放阅读框两端的引物， 进行RT-PCR克隆出相应基因的方法
以上各步骤由程序自动完成
如何做拼图游戏
以构建的重叠序列群为信息标签，进一 步检索比对，搜索其高度同源序列
如果发现了与之高度同源的未知序列，则重复上述步骤；若没 有新的发现，说明拼接组装得到的EST可能囊括了所以可能的 目的基因序列
根据以上步骤，得到了一个全长为1678 bp的EST序列
如何做拼图游戏
GeneQuest可以发现注释DNA序列中的基因， 并提供相关的参数，包括ORF、拼接位点、 转录因子结合位点、重复序列、限制性内切 酶酶切位点等。通过应用“methods”命令， 序列的各项相关信息和参数可以以图形的形 式展示出来。
常用软件及网络资源简介
MapDraw可以制作简单的线性图到有注释的 环形图，在展示限制性酶切位点的同时，还 可以同时展示序列的feature、开放阅读框及 其翻译结果。MapDraw工具主要应用与规划 酶切位点和克隆实验，产生详细和充分的结 果概括
信息科学技术特别是数据库技术在战后 飞速发展
什么是电子克隆
表达序列标签（expressed sequence tags， EST）是对某个基因cDNA克隆测序所得的部 分序列片段，长度大约为200~600bp
由于基因表达调控作用不同，同一个基因的 mRNA剪接位点和方式不同，所以同一个基 因的全长cDNA可能包含多个EST
分析和定位开放阅读框 虚拟翻译并对多肽链序列检索比对 可靠性检查 分析与之相关的调控序列
如何做拼图游戏
以电子克隆新的水稻过氧化氢酶（catalase， CAT）基因为例，简介延伸cDNA的流程：
以登录号为CA759712的EST在对其在核酸序 列数据库中进行BLAST检索比对时，发现登 录号为CB652681的序列推测为水稻CAT基因 的部分序列，与信息标签 EST具有比较高的 同源性，该EST序列将作为种子序列
以此EST序列为cDNA序列，对其设计囊括整 个开放阅读框的特异性引物，设计得到的上 游引物为：5’-CTA-GCC-CAC-TAC-CATGGA-TCC-TTG-3’，下游引物为：5’-CAGAAT-TTC-TGT-AGC-CTT-GCT-GAT-3’，
引物的具体合成可交由经营分子生物学相关产业的公司商业化 合成
拼图游戏一样的原理
相近的物种在核酸序列上有相似性，相近物 种中的同源基因序列在一定程度上可以代表 目的基因的序列
可代表程度与两序列的相似度直接相关，加 之遗传密码的简并性，这种混同在理论上是 可行的 ，但需要作同源性检验以克服主观因 素的影响
此拼接cDNA序列以期挖掘新基因 另一方面是在全基因组已经测序的物种中，
研究整个基因组序列以推测其中可能尚未发 现的基因 目前应用比较广泛的是第一方面
应用
数据库查询 数据库比对 文件下载 序列分析 序列装配 分子模型 结构分析 功能分析
应用
下：
什么是电子克隆
传统的克隆方法是利用基因特异性骤繁琐、成 本高、得率低；运用电子克隆的方法延伸得 到的cDNA几乎囊括了所有疑似为目的基因的 cDNA序列，无论表达转录如何调控，都能通 过PCR扩增出表达的那一段基因
拼图游戏一样的原理
借助计算机找到具有相同或相似图案的图块， 拼成完整的图案，我们需要做的是进行局部 的微调。
剩下的工作就是对拼接出的cDNA进行可能的 开放阅读框的分析，设计囊括开放阅读框两 端的引物，RT-PCR扩增侯选基因
应用
电子克隆主要应用于两个方面： 一个是利用EST序列检索同源性序列，并由
如何做拼图游戏
将检索得到的同源序列保存到PC机上，运行 DNAStar软件包，将上述序列输入，由于基 因测序是借助质粒载体完成的，序列中难免 混有载体序列，因此需要运行程序查找载体 序列，对序列进行末段修剪去掉冗余部分
如何做拼图游戏
程序根据外显子和内含子的编码规则和排布 方式搜索和定位开放阅读框，开放阅读框是 电子克隆的重点研究对象；接着，程序对各 段序列的重复序列和差异序列进行逐一检索 和比对，并对重叠区域进行拼接和组装，构 建重叠序列群
如何做拼图游戏
对延伸出的cDNA其作人工的可靠性验证 提取水稻中总RNA，进行RT-PCR，电泳检
测结果 转录调控的研究
常用软件及网络资源简介
DNAStar是一款电子克隆中常用的软件包， 它以功能全面和强大而著称，它主要包括以 下几个应用程序：EditSeq、GeneMan、 GeneQuest、MapDraw、MegAlign、 PrimerSelect、Protean、和SeqMan II
电子克隆简介
南京农业大学生命科学学院 沈文飙
什么是电子克隆 拼图游戏一样的原理 应用 如何做拼图游戏 常用软件及网络资源简介 优点与缺点的讨论 现状与展望
什么是电子克隆
Watson & Crick 成功解析了DNA分子 二级结构，开创了分子生物学时代
Karry Mullis 发明了PCR反应，体外大 规模、有目的和快速地克隆目标基因成 为可能
常用软件及网络资源简介
EditSeq是输入并且修剪DNA或蛋白质序列的 工具。EditSeq能读取大部分的序列格式，也 可以通过使用键盘输入，或者从其他地方复 制、粘贴得到。序列被打开后，EditSeq能使 用标准或者指定的遗传密码进行翻译或反翻 译、寻找开放读框以及进行阅读校对
常用软件及网络资源简介
EST既代表了基因cDNA的某一区段，也表征 了成熟mRNA可能的剪接方式
什么是电子克隆
电子克隆技术是生物学数据库中EST数据库、 核酸序列数据库、基因组数据库，采用同源 性序列比对和归类分析、重叠区域组装和拼 接等方法延长EST序列，直至没有与之同源 的序列可供拼接为止，所得到的序列可以认 为是相对应基因的全长cDNA，根据所得的 cDNA序列设计囊括开放阅读框两端的引物， 进行RT-PCR克隆出相应基因的方法
以上各步骤由程序自动完成
如何做拼图游戏
以构建的重叠序列群为信息标签，进一 步检索比对，搜索其高度同源序列
如果发现了与之高度同源的未知序列，则重复上述步骤；若没 有新的发现，说明拼接组装得到的EST可能囊括了所以可能的 目的基因序列
根据以上步骤，得到了一个全长为1678 bp的EST序列
如何做拼图游戏
GeneQuest可以发现注释DNA序列中的基因， 并提供相关的参数，包括ORF、拼接位点、 转录因子结合位点、重复序列、限制性内切 酶酶切位点等。通过应用“methods”命令， 序列的各项相关信息和参数可以以图形的形 式展示出来。
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MapDraw可以制作简单的线性图到有注释的 环形图，在展示限制性酶切位点的同时，还 可以同时展示序列的feature、开放阅读框及 其翻译结果。MapDraw工具主要应用与规划 酶切位点和克隆实验，产生详细和充分的结 果概括
信息科学技术特别是数据库技术在战后 飞速发展
什么是电子克隆
表达序列标签（expressed sequence tags， EST）是对某个基因cDNA克隆测序所得的部 分序列片段，长度大约为200~600bp
由于基因表达调控作用不同，同一个基因的 mRNA剪接位点和方式不同，所以同一个基 因的全长cDNA可能包含多个EST
分析和定位开放阅读框 虚拟翻译并对多肽链序列检索比对 可靠性检查 分析与之相关的调控序列
如何做拼图游戏
以电子克隆新的水稻过氧化氢酶（catalase， CAT）基因为例，简介延伸cDNA的流程：
以登录号为CA759712的EST在对其在核酸序 列数据库中进行BLAST检索比对时，发现登 录号为CB652681的序列推测为水稻CAT基因 的部分序列，与信息标签 EST具有比较高的 同源性，该EST序列将作为种子序列
以此EST序列为cDNA序列，对其设计囊括整 个开放阅读框的特异性引物，设计得到的上 游引物为：5’-CTA-GCC-CAC-TAC-CATGGA-TCC-TTG-3’，下游引物为：5’-CAGAAT-TTC-TGT-AGC-CTT-GCT-GAT-3’，
引物的具体合成可交由经营分子生物学相关产业的公司商业化 合成