生物信息学,实验一

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生物信息学-BLAST

生物信息学-BLAST

南方医科大学实验报告姓名学号专业年级基础学院生物信息学教研室题目BLAST 日期实验者实验者一、实验目的一、实验目的1,了解BLAST算法原理算法原理2,掌握BLAST参数设定的意义参数设定的意义3,利用BLAST解决生物学问题,如寻找给定序列(DNA或者蛋白质)的同源序列。

或者蛋白质)的同源序列。

二、实验器材二、实验器材电脑电脑三、方法与步骤三、方法与步骤)或者用自己的序列。

给定人蛋白RBP4(NP_006735)或者用自己的序列。

1 限定物种为人(Homo sapiens ),在参考序列数据库中搜索,列出结果(具体比对不列)。

1)进入BLAST主页主页/Blast.cgi2)限定物种为人Homo sapiens 3)在参考序列数据库中搜索在参考序列数据库中搜索4)CLICK BLAST 2 分别限定物种为Mus musculus ,Rattus norvegicus ,Drosophila melanogaster ,Bos taurus ,Danio rerio,各列出E值最小的两条序列。

值最小的两条序列。

1)选择物种选择物种3)输入序列,选择数据库和BALST程序,点击BLAST 4)E值最小的两个序列值最小的两个序列5)其余物种依次重复其余物种依次重复四、结果与讨论四、结果与讨论限定物种为人(Homo sapiens ),在参考序列数据库中搜索,列出结果(具体比对不列)。

分别限定物种为Mus musculus ,Rattus norvegicus ,Drosophila melanogaster ,Bos taurus ,Danio rerio,各列出E值最小的两条序列。

值最小的两条序列。

Mus musculus Rattus norvegicus Drosophila melanogaster Bos taurus Danio rerio 。

生物信息学的实验研究

生物信息学的实验研究

生物信息学的实验研究近年来,随着基因测序和生物信息学技术的飞速发展,生物信息学已经成为生命科学领域中不可或缺的重要分支之一。

生物信息学的主要研究内容包括:基因组学、转录组学、代谢组学、蛋白质组学等方面,其中涉及生物大数据的处理和解读等重要研究内容。

因此,越来越多的生命科学研究者开始涉足生物信息学领域,不断开展有关生物信息学的实验研究。

随着生物信息学技术的发展,生物信息学实验研究的方法和手段也越来越多样化。

其中,最常见的实验方法包括:RNA测序、蛋白质组学、基因组学等。

其中,RNA测序是一种比较常用的生物信息学实验方法,它可以通过测定细胞或组织中的RNA分子来获取有关基因功能的信息。

RNA测序技术已经在多个研究领域中得到了广泛应用,例如:诊断疾病、寻找药物靶点、发现新的基因等。

以肿瘤研究为例,RNA测序技术可以用于研究肿瘤细胞中的基因表达变化,进而推断肿瘤相关的信号途径和调控机制。

蛋白质组学是另一种重要的生物信息学实验研究方法,它可以通过分析细胞或组织中的蛋白质来获取有关细胞功能和代谢途径的信息。

蛋白质组学技术通过分离、纯化、鉴定、定量、结构和功能分析、互作网络分析等手段,来研究细胞内蛋白质组成及其变化情况。

在癌症研究中,蛋白质组学技术可以用于鉴定肿瘤标志物、发现新的肿瘤治疗靶点、分析药物作用机制等。

除了RNA测序和蛋白质组学外,基因组学是另一个重要的生物信息学实验研究方法。

基因组学主要研究基因组的序列、特征、功能和进化等问题。

基因组学技术包括:基因鉴定、功能分析、基因进化等方面,并且在生命科学研究领域中得到广泛的应用。

在深度研究人类基因组序列的过程中,人体基因组计划已经开始,其目标是:通过测序人类所有染色体的序列,解析和研究基因的功能和调控机制,这一计划为生物信息学实验研究提供了更多的研究对象和内容。

总之,生物信息学实验研究方法的不断发展,为生命科学领域的研究和应用提供了更多的可能性。

随着技术的不断更新和优化,生物信息学实验研究将进一步加强其在生命科学领域中的地位和作用,为人类的健康和幸福不断做出更大的贡献。

生物信息学实验指导

生物信息学实验指导

生物信息学实验讲义广东药学院生命科学与生物制药学院二○一一年三月目录实验1. 生物信息学数据库与软件搜索 (1)实验2.核酸序列的检索 (2)实验3. 核酸序列分析 (3)实验4.多重序列比对及系统发生树的构建 (5)实验5. PCR 引物设计及评价 (7)实验6.蛋白质序列分析和结构预测 (9)实验一生物信息学数据库和软件的搜索【实验目的】熟练掌握上网搜索生物信息学数据库和软件的方法及技能。

【实验内容】1、搜索生物信息学数据库或者软件数据库是生物信息学的主要内容,各种数据库几乎覆盖了生命科学的各个领域。

核酸序列数据库有GenBank, EMBL, DDB等,蛋白质序列数据库有SWISS-PROT, PIR, OWL, NRL3D, TrEMBL等,蛋白质片段数据库有PROSITE, BLOCKS, PRINTS等,三维结构数据库有PDB, NDB, BioMagResBank, CCSD等,与蛋白质结构有关的数据库还有SCOP, CATH, FSSP, 3D-ALI, DSSP等,与基因组有关的数据库还有ESTdb, OMIM, GDB, GSDB等,文献数据库有Medline, Uncover等。

另外一些公司还开发了商业数据库,如MDL等。

生物信息学数据库覆盖面广,分布分散且格式不统一, 因此一些生物计算中心将多个数据库整合在一起提供综合服务,如EBI的SRS(Sequence Retrieval System)包含了核酸序列库、蛋白质序列库,三维结构库等30多个数据库及CLUSTALW、PROSITESEARCH等强有力的搜索工具,用户可以进行多个数据库的多种查询。

2、搜索生物信息学软件生物信息学软件的主要功能有: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;寻找、预测新基因及预测其结构、功能;蛋白高级结构预测。

生物信息学实验

生物信息学实验

生物信息学实验生物信息学实验Bioinformatics Experiment【课程编号】1411010【课程类别】专业方向课【学分数】1学分【适用专业】生物技术、生物科学【学时数】32学时【编写日期】2007年6月一、教学目标本课程旨在使学生了解生物信息学基本知识,掌握生物信息学的基本思路与方法。

把最基本的生物信息学计算技术进行联机学习,突出基础性和实用性,让每个同学通过实际操作来体验复杂的生物学数据及其相关的分析手段。

通过本课程的学习,可以深化学生理解和使用由高通量技术所产生的大量生物信息的生物学背景及其分析方法;同时本课程与专业的需求紧密结合,通过学习,使学生能够快速检索网上信息,从而了解本学科的前言知识;通过学习使学生能够与生物信息大型数据库建立连接,取得已有的数据,从而为自己的研究服务。

二、教学内容和学时分配实验一、Genomic Databases4学时基础性主要内容:UCSC Genome, BrowserNCBI Map, ViewerEnsembl教学要求:了解当前全球三个主要的基因组数据库:UCSC、NCBI和Ensembl。

了解三个数据库共有的特点,以及在可视化、提供的信息、所用到的序列比对工具等方面的不同之处。

以人类胰岛素基因Insulin为例,理解三个数据库是如何注释gene duplication、EST、SNP等基因组信息的。

结合三个数据库的各自特点,掌握如何从数据库中获取与基因相关的序列、三维结构、功能、遗传变异等信息。

重点、难点:三个数据库都涵盖了几乎所有的基因组信息,因此从众多信息中如何获得自己所感兴趣的是本次试验课的重点,也是难点。

其它教学环节:实验课刚开始,授课老师结合ppt,以人类胰岛素基因Insulin为例,讲授本次实验课的主要内容,并布置本次实验作业。

在实验过程中,授课老师提议同一个小组的学生一起讨论,有问题向授课老师或助教提问。

同时,学生可以在论坛中(专门为生物信息学试验课设计的)发表自己的见解、交流学习心得。

湖南大学生物信息学实验报告-W8

湖南大学生物信息学实验报告-W8

实验1 DNA Blast(利用DNA数据库上提供的Blast功能)1基本信息:姓名:程瑶学号:201378020205班级:医学1301 实验日期:2016-04-192实验目的和要求:1)掌握BLAST的原理;2)了解如何利用Genbank数据库中提供的Blast功能完成同源性检索3实验仪器、设备与材料:计算机(联网)4实验原理:BLAST是一个NCBI开发的序列相似搜索程序,还可作为鉴别基因和遗传特点的手段。

BLAST能够在小于15秒的时间内对整个DNA数据库执行序列搜索。

BLAST(Basic local alignment search tool),中文意思为基本的基于局部对准的搜索工具,是一种快速查找与靶序列具有连续相同片段的序列的技术。

5实验步骤:1)进入NCBI主页(/),点击BLAST按钮,进入了BLAST HOME界面。

A、选择blastn,在Enter Query Sequence 输入FASTA格式的序列,以枯草芽孢杆菌的葡萄糖-1-脱氢酶为例。

在choose search set栏中的Database中选择“others”,注意此处的program selection选择Highly similar sequences (megablast),再点击“BLAST”按钮,需要一定的反应时间,结果可以看到有很多非常相似的序列,打开匹配度较高的序列,查看来源、功能等。

改变下面几个参数(每次只能变化一个参数),看输出结果中打分最高的10条序列是否会发生变;B:进入blastp,在Enter Query Sequence 输入FASTA格式的序列。

在choose search set栏中的Database中选择“others”,注意此处的program selection选择Highlysimilar sequences (megablast),再点击“BLAST”按钮,需要一定的反应时间,结果可以看到有很多非常相似的序列,打开匹配度较高的序列,查看来源、功能等。

生物信息学实习报告

生物信息学实习报告

实习报告一、实习背景与目的随着生物信息学在生物科学、医学、农业等领域的广泛应用,我意识到掌握生物信息学技能对于我未来的职业发展至关重要。

因此,我参加了为期两周的生物信息学实习,以提高我的生物信息学技能并深入了解该领域的实际应用。

二、实习内容与过程在实习的第一周,我主要学习了生物信息学的基础知识,包括生物信息学的基本概念、生物数据库的使用、序列比对和分子进化分析等。

通过查阅资料和参与讨论,我了解了生物信息学在基因组学、蛋白质学和代谢组学等领域的应用,并掌握了相关软件和工具的使用方法。

在实习的第二周,我参与了一个实际项目,对某个基因家族进行进化分析。

首先,我使用序列比对工具对基因家族的成员进行比对,识别出保守区域和变异区域。

然后,我使用分子进化分析工具对序列进行 phylogenetic 分析,构建进化树并分析基因家族的进化关系。

最后,我使用代谢组学数据分析工具对实验数据进行分析,识别出与基因家族进化相关的代谢物。

三、实习成果与反思通过这次实习,我不仅掌握了生物信息学的基本知识和技能,还了解了生物信息学在实际研究中的应用。

我能够独立完成基因家族的进化分析,并能够使用相关软件和工具进行数据分析。

然而,我也意识到生物信息学是一个不断发展的领域,需要不断学习和更新知识。

在实习过程中,我遇到了一些挑战,例如数据分析工具的使用困难和生物信息学概念的理解。

这使我意识到理论与实践之间的差距,并激发了我进一步学习的动力。

四、实习总结通过这次生物信息学实习,我对生物信息学有了更深入的了解,并提高了我的实际操作能力。

我认识到生物信息学在现代生物学研究中的重要性,并决心在未来的学习和工作中不断努力,成为一名优秀的生物信息学专家。

生物信息学实验

生物信息学实验

实验一生物信息学资源的利用—Genebank核苷酸序列的查找一、实验目的:了解生物信息学的各大门户网站以及其中的主要资源,并以NCBI提供的Genebank为例,学习核苷酸序列的分类学检索方法和使用技巧。

二、实验器材:计算机,NCBI、EMBL等生物信息学网络资源。

三、实验原理:根据Genebank 提供的数据资源,应用分类学方法进行核苷酸序列的查找。

四、实验内容:查找下列不同物种的不同基因组的核苷酸序列。

表1:不同物种的不同基因组的核苷酸序列表五、实验步骤:1、打开NCBI网站的主页,然后点击Genebank,进入到Genebank 的界面,然后点击网页上端Search后面的基本检索输入框选择所要查询的数据库,然后在后面一个方框中输入所查询的核苷酸序列的相关的关键词,点击检索按钮。

2、进入对应的核苷酸序列子库界面,点击目标核苷酸序列子库。

3、根据子库中提供的各条序列的注释及各自的GenBank收录号,寻找自己查找的目标序列,点击目标序列的GenBank收录号,进入目标核苷酸序列界面。

4、点击所需要的目标核苷酸序列的GenBank收录号就可以得到我们想要的核苷酸序列,然后将它们拷贝下来。

六、实验要求:每个人必须至少查找3个种,5条核苷酸序列。

必须写明查找到的核苷酸序列以及各条核苷酸序列的GenBank收录号-LOCUS,基因注释-DEFINITION,文章的作者AUTHORS,文章题目-TITLE,文章所发表的期刊-JOURNAL。

七、实验结果:查找的核苷酸序列基本情况表1LOCUS JN054403 894 bp DNA linear PLN01-NOV-2011DEFINITION Phytophthora melonis strain NN-1 18S ribosomal RNA gene, partial sequence; internal transcribed spacer 1, 5.8S ribosomal RNA gene, and internal transcribed spacer 2, complete sequence; and 28Sribosomal RNA gene, partial sequence.AUTHORS Wu,Y.G., Huang,S.L., Fu,G., Hu,C.J. and Lu,S.F.TITLE Identification of the causal agent of wax gourd blight in South ChinaJOURNAL UnpublishedORIGIN1 tgggattccc accctagaac tttccacgtg aaccgtatca acaagtagtt gggggcctgc 61 tctgtgtggc tagctgtcga tgtcaaagtc ggcgactggc tgctatgtgg cgggctctat 121 catggcgatt ggtttgggtc ctcctcgtgg ggaactggat catgagccca ccttttaaac 181 ccattcttga ttactgaata tactgtgggg acgaaagtct ctgcttttaa ctagatagca 241 actttcagca gtggatgtct aggctcgcac atcgatgaag aacgctgcga actgcgatac 301 gtaatgcgaa ttgcaggatt cagtgagtca tcgaaatttt gaacgcatat tgcacttccg 361 ggttagtcct gggagtatgc ctgtatcagt gtccgtacat caaacttggc tctcttcctt 421 ccgtgtagtc ggtggatgga gacgccagac gtgaggtgtc ttgcggcgcg gccttcgggc481 tgcctgcgag tcccttgaaa tgtactgaac tgtacttctc tttgctcgaa aagcgtgacg 541 ttgttggttg tggaggctgc ctgtatggcc agtcggcgac cagtttgtct gctgcggcgt 601 ttaatggagg agtgttcgat tcgcggtatg gttggcttcg gctgaacaat gcgcttattg 661 gatgcttttc ctgctgtggt ggtatgggct ggtgaaccgt agttgtgcga ggcttggctt 721 ttgaaccggc ggtgttgtag cgaagtagag tggcggcttc ggctgtcgag ggtcgatcca 781 tttgggaact ctgtgttgtc tctgcggctt gctgtggagg tagcatctca attggacctg 841 atatcaggca agattacccg ctgaacttaa gcatatcata aacgcggagg act2LOCUS HM596011 530 bp DNA linear PLN01-JUL-2011DEFINITION Ophiocordyceps sinensis culture-collection ARSEF:6282 clone C 18S ribosomal RNA gene, partial sequence; internal transcribed spacer 1, 5.8S ribosomal RNA gene, and internal transcribed spacer 2,complete sequence; and 28S ribosomal RNA gene, partial sequence. AUTHORS Chan,W.H.TITLE Direct SubmissionJOURNAL Submitted (28-JUN-2010) Depatment of Biology, The ChineseUniversity of Hong Kong, Shatin, Hong Kong 852, ChinaORIGIN1 tctccgttgg tgaaccagcg gagggatcat tatcgagtca ccactcccaa accccctgcg 61 aacaccacag cagttgcctc ggcgggaccg ccccggcgcc ccagggcccg gaccagggcg 121 cccgccggag gacccccaga ccctcctgtc gcagtggcat ctctcagtca agaagcaagc 181 aaatgaatca aaactttcaa caacggatct cttggttctg gcatcgatga agaacgcagc 241 gaaatgcgat aagtaatgtg aatcgcagaa ttcagtgaac catcgaatct ttgaacgcac 301 attgcgcccg ccagcactct ggcgggcatg cctgtccgag cgtcatctca accctcgagc 361 cccccgcctc gcggcggcgg ggcccggcct tgggggtcac ggccccgcgc cgccccctaa 421 acgcagtggc gaccccgccg cggctcccct gcgcagtagc tcgctgagaa cctcgcaccg 481 ggagcgcgga ggcggtcacg ccgtgaaacc accacaccct ccagttgacc3LOCUS HQ114254 711 bp DNA linear PLN31-AUG-2011DEFINITION Dendrobium densiflorum voucher PS2528MT01 18S ribosomal RNA gene, partial sequence; internal transcribed spacer 1, 5.8S ribosomal RNA gene, and internal transcribed spacer 2, complete sequence; and 28S ribosomal RNA gene, partial sequence.AUTHORS Yao,H., Gao,T. and Chen,S.-L.TITLE Direct SubmissionJOURNAL Submitted (10-AUG-2010) Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, No. 151 Malianwa North Road, Haidian District, Beijing 100193,ChinaORIGIN1 tttccgtagg tgaacctgcg gaaggatcat tgtcgagacc aaaataaatc gagcgatttg61 gagaaccggt caaaataagc ggtgattatt atttccgtga tgaacgccat cccagtcgtt121 acctcatccc cttagggtcg aggatgcgag taaggatgga tgaacactca agccggcgca181 gcatcgcgcc aagggaaata tcgaaacatg agcccttaaa tgggtttggt ggaatggggt241 gctgttgcac gccatatgga ttgacatgac tctcggcaat ggatatctcg gctcacgcat301 cgatgaagag cgcagcgaaa tgcgatacgt ggtgcgaatt gcagaatccc gcgaaccatc361 gagtctttga acgcaagttg cgcccgaggc caactggcca agggcacgtt tgcctgggcg421 tcaagcgtta tgtcgcttcg tgtcaactcc atcccgtcga tgtatgggct ggcgaaggct481 cggatgtgca gagtggctca tcgtgcccct cggtgcggtg agctgaagag cgggtcatca541 tctcgttggc tgcgaacgat aaggggtgga ttaaagcgag gcctatgtta ttgtgtcgtg601 tatgcccgag agaagattat acatactcag gagatcccaa atcatgcgtc gatcaaagga661 tggcgcttgg aatgcgaccc caggatgggc gaggccaccc gctgagttta a4LOCUS AJ966733 585 bp DNA linear PLN11-APR-2008DEFINITION Saccharomyces sp. CECT 11011 mitochondrial partial COII gene forcytochrome c oxidase, subunit II.AUTHORS Gonzalez,S.S., Barrio,E. and Querol,A.TITLE Molecular characterization of new natural hybrids of Saccharomyces cerevisiae and S. kudriavzevii in brewingJOURNAL Appl. Environ. Microbiol. 74 (8), 2314-2320 (2008)ORIGIN1 aatattatgt tttatttatt agttatttta ggtttagtat cttgaatgtt atatactatt61 gtaataacat attcaaaaaa ccctattgct tataaatata ttaaacatgg acaaactatt121 gaagttattt gaacaatttt cccagcagta gtattattaa ttattgcttt cccatcattt181 attttattat atttatgtga tgaagttatt tcaccagcta taactattaa agctattgga241 tatcaatgat attgaaaata tgaatattct gattttatta atgatagtgg tgaaactgtt301 gaatttgaat catatgttat tcctgatgaa ttattagaag aaggtcaatt aagattatta361 gatactgata cttctatagt tgtacctgta gatacacata ttagatttgt tgtaacagct421 gctgatgtta ttcatgattt cgctatccca agtttaggta ttaaagttga tgctactcct481 ggtagattaa atcaagtttc tgctttaatt caaagagaag gtgttttcta tgggcaatgc541 tcagagttgt gcgggctggg acatgccaac ataccaatta aaatt5LOCUS Y09069 459 bp mRNA linear INV18-APR-2005DEFINITION D.melanogaster mRNA for NADH-ubiquinone oxidoreductase acyl-carrier subunit, splice variant.AUTHORS Ragone,G., Caizzi,R., Moschetti,R., Barsanti,P., De Pinto,V. and Caggese,C.TITLE The Drosophila melanogaster gene for the NADH:ubiquinoneoxidoreductase acyl carrier protein: developmental expressionanalysis and evidence for alternatively spliced formsJOURNAL Mol. Gen. Genet. 261 (4-5), 690-697 (1999)ORIGIN1 atgtcgttca cacagatcgc gcgcagctgc agtcgactgg cggccacttt ggccccaagg61 agggtcgcct ccggcattct catccaatca caggcctcca ggatgatgca caggatcgcc121 gtgccatcga tgaccagcca gttgagccaa gagtgccgtg gtcgctggca aacgcaattg181 gtgcgcaaat actcggcgaa accgccgctc tcgctgaagc tgatcaatga gcgcgtcttg241 cttgtgctca agctctacga caagatcgat cccagcaagc tcaacgttga gtcgcacttc301 atcaacgact tgggactgga ttccttggac cacgtggagg tcatcatggc catggaggac361 gagttcggtt tcgagatccc cgactctgat gccgagaagc tgcttaaacc tgccgacatt421 attaagtacg tcgccgacaa ggaggatgtg tacgagtaa实验二序列相似性搜索软件—BLAST的使用一、实验目的:掌握序列相似性查询工具—BLAST使用方法和技巧,理解与序列相似性查询相关的几个基本概念。

生物信息学实验一

生物信息学实验一

生物信息学实验一简介:生物信息学实验一是生物信息学实验课程的第一部分,旨在介绍生物信息学的基本概念、工具和技术,以及生物信息学在生物学研究中的应用。

本实验将引导学生通过实际操作,学习并掌握生物信息学的基本原理和操作技巧。

实验设备和材料:- 计算机或笔记本电脑- 生物信息学软件(例如NCBI BLAST、UCSC Genome Browser等)- 相关数据库和工具(例如GenBank、KEGG等)实验目的:1. 了解生物信息学的基本概念和应用领域;2. 学习生物信息学的常用工具和技术;3. 掌握生物序列分析、基因注释和比对等基本操作;4. 学会使用生物信息学软件和数据库进行数据查询和分析;5. 培养科学研究的数据处理和解读能力。

实验步骤:1. 确定研究对象:选择一个感兴趣的生物学问题或基因序列进行研究。

2. 数据获取:使用生物信息学工具和数据库,获取与研究对象相关的生物序列数据。

3. 序列分析:使用生物信息学软件对序列数据进行分析,包括碱基组成、氨基酸序列、启动子分析等。

4. 基因注释:通过比对算法和数据库,对序列进行基因功能注释,确定基因的命名、结构和功能信息。

5. 比对分析:使用比对工具进行序列比对,比较两个或多个序列之间的相似性和差异性。

6. 数据解读:根据分析结果,结合相关文献和知识,对实验数据进行解读和分析,得出科学结论。

实验注意事项:1. 在进行实验前,先了解所要使用的工具和软件的基本操作方法和原理;2. 实验过程中注意数据安全和保密,不得将数据泄露或用于非科研目的;3. 在进行数据分析和解读时,务必准确、客观地进行,不得造假或歪曲实验结果;4. 注意数据的备份和存储,以防止数据丢失或损坏;5. 尊重他人的研究成果和知识产权,合理引用和参考相关文献。

实验结果与讨论:本实验所得的结果可以根据具体的研究对象和实验数据来展开讨论和分析。

例如,如果研究对象是某个基因序列,可以讨论其结构和功能,与其他基因的关联性,以及在哪些生物过程中有重要作用等。

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实验一文献检索和浏览各大生物分子数据库一、实验目的1、学习文献检索方法2、了解生物信息学常用数据库的结构二、实验内容本实验通过登陆GenBank、EMBL、DDBJ三个国际上权威的核酸序列数据库、GDB基因组数据库、人类基因组数据库Ensembl、表达序列标记数据库dbEST、序列标记位点数据库dbSTS,以及PIR、SWISS-PROT、TrEMBL蛋白质序列数据库、蛋白质数据仓库UniProt、生物大分子数据库 PDB等,了解各数据库的结构,。

三、实验仪器、设备及材料计算机(联网)四、实验原理建立生物分子数据库的动因是由于生物分子数据的高速增长,而另一方面也是为了满足分子生物学及相关领域研究人员迅速获得最新实验数据的要求。

生物分子信息分析已经成为分子生物学研究必备的一种方法。

数据库及其相关的分析软件是生物信息学研究和应用的重要基础,也是分子生物学研究必备的工具。

国际上权威的核酸序列数据库有三个,分别是美国生物技术信息中心(NCBI)的GenBank (/web/Genbank/index/html)、欧洲分子生物学实验室的EMBL-Bank(简称EMBL,/embl/index/html)及日本遗传研究所的DDBJ (http://www.ddbj.nig.ac.jp/)。

三个数据库中的数据基本一致,仅在数据格式上有所差别,对于特定的查询,三个数据库的响应结果一样GDB(/)是一个出现较早的基因组数据库。

目前GDB包含对下述三种对象的描述:(1)人类基因组区域,包括基因、克隆、PCR标记物、断点、细胞遗传学标记、易碎位点、 EST、综合区域、contigs、重复等;(2)人类基因组图谱,包含细胞遗传学图谱、连接图谱、辐射混合图谱、contig 图谱、集成图谱,所有这些图谱都可以被直观地显示出来;(3)人类基因组中的变化,包括基因突变和基因多态性,加上等位基因频率数据。

Ensembl (/)是一个综合性基因组数据库,Ensembl包括所有公开的人类基因组DNA序列,通过注释形成的关于序列的特征。

现在包括其他基因组,如大鼠、小鼠、线虫、果蝇等。

Ensembl提供多种查询方式:(1)通过关键字查询;(2)用BLAST 进行相似序列的搜索;(3)另一种更直观的方式是显示各染色体;用户可以在染色体水平上选择感兴趣的位点,逐层放大浏览整个基因组。

dbEST (/dbEST/)是GenBank的一个部分,该数据库包括不同生物的EST序列数据及其它相关信息,主要从大量不同组织和器官得到的短mRNA片段。

dbSTS(/dbSTS/)是NCBI的一个数据源,是GenBank 的一个部分。

包含基因组短标记序列(STS)的组成和定位信息。

可通过BLAST搜索STS序列;或通过FTP下载序列。

PIR(/)是一个全面的、经过注释的、非冗余的蛋白质序列数据库。

其中所有序列数据都经过整理,超过99%的序列已按蛋白质家族分类,一半以上还按蛋白质超家族进行分类。

PIR还提供一个蛋白质序列数据库、相关数据库和辅助工具的集成系统,用户可以迅速查找、比较蛋白质序列,得到与蛋白质相关的众多信息。

PIR提供三种类型的检索服务:一是基于文本的交互式查询,用户通过关键字进行数据查询。

二是标准的序列相似性搜索,包括BLAST、FastA等。

三是结合序列相似性、注释信息和蛋白质家族信息的高级搜索,包括按注释分类的相似性搜索、结构域搜索等。

SWISS-PROT (http://www.expasy.ch/sprot/sprot-top.html)是目前国际上比较权威的蛋白质序列数据库,其中的蛋白质序列是经过注释的;与其他蛋白质序列数据库比较,SWISS-PROT有三个明显的特点:(1)注释,在SWISS-PROT中,数据分为核心数据和注释两大类。

核心数据包括:序列数据、参考文献、分类信息(蛋白质生物来源的描述);注释包括:(A)蛋白质的功能描述;(B)翻译后修饰;(C)域和功能位点,如钙结合区域、ATP结合位点等;(D)蛋白质的二级结构;(E)蛋白质的四级结构,如同构二聚体、异构三聚体等;(F)与其它蛋白质的相似性;(G)由于缺乏该蛋白质而引起的疾病;(H)序列的矛盾、变化等。

(2)最小冗余:尽量将相关的数据归并,降低数据库的冗余程度。

如果不同来源的原始数据有矛盾,则在相应序列特征表中加以注释。

(3)与其它数据库的连接:对于每一个登录项,有许多指向其它数据库相关数据的指针,这便于用户迅速得到相关的信息。

TrEMBL (/trembl/index.html) 是与SWISS-PROT相关的一个数据库。

包含从EMBL核酸数据库中根据编码序列(CDS)翻译而得到的蛋白质序列,并且这些序列尚未集成到SWISS-PROT数据库中。

蛋白质数据仓库UniProt包括:Swiss-Prot、TrEMBL、PIR ;用户可以通过文本查询数据库,可以利用BLAST程序搜索数据库,也可以直接通过FTP下载数据。

UniProt包含3个部分:(1)UniProt Knowledgebase(UniProt)蛋白质序列、功能、分类、交叉引用等信息存取中心(2)UniProt Non-redundant Reference(UniRef)数据库将密切相关的蛋白质序列组合到一条记录中以便提高搜索速度;(3)UniProt Archive(UniParc)资源库,记录所有蛋白质序列的历史。

PDB(/pdb/)是国际上最著名的生物大分子结构数据库,PDB中含有通过实验(X射线晶体衍射,核磁共振NMR)测定的生物大分子的三维结构。

PDB的每条记录有两种序列信息,一种是显式序列信息(explicit sequence):在PDB文件中,以关键字SEQRES作为显式序列标记,以该关键字打头的每一行都是关于序列的信息。

一种是隐式序列信息(implicit sequence) :PDB的隐式序列即为立体化学数据,包括每个原子的名称和原子的三维坐标。

五、实验步骤(一)使用中文期刊网和Entrez信息查询系统检索与禽流感相关的文献,并阅读感兴趣文献的摘要或全文。

1、使用中文期刊网检索与禽流感相关的文献(1)输入,进入我校的图书馆,点击“中文数据库”按钮,进入了中文数据库界面,再点击“中文期刊网”按钮,进入中国知识资源总库——CNKI 系列数据库界面,点击“中国期刊全文数据库”按钮,进入中国期刊全文数据库界面;(2)在中国期刊全文数据库界面的检索项中可选择检索种类(主题或关键词或作者等),再填写相关的检索词,最后点击“检索”按钮,进行检索文献。

以禽流感为例,选择检索种类为主题,检索词项填写“禽流感”,点击“检索”按钮,显示共有记录,按年排列。

(3)另外,对检索结果可以进行相应的限制,如时间从哪年到哪年。

若刚才检索的禽流感相关的结果,只需要2007年,可输入2007到2007,按“检索”按钮,;当然,还可以有多个关键词,且还可以选择“在结果中检索”按钮。

2、使用Entrez信息查询系统检索与禽流感相关的文献(1)调用Internet浏览器并在其地址栏输入Entrez网址(/Entrez)进入NCBI主页,进入Entrez Home页面,在search across database栏内输入关键词Avian Influenza/Bird Flu点击go查询。

显示记录,可依次点击开,并阅读感兴趣文献的摘要或全文。

当然,还可以直接进入NCBI主页(/),在search栏中选择PubMed,在for栏中填写关键词Avian Influenza/Bird Flu,最后点击go。

(2)练习使用AND OR BUT逻辑词来限定关键词,如Bird Flu AND human cases 等查询人感染禽流感的相关记录,比较查询结果。

(3)学习使用limits等限制字段查询方式,检索与禽流感相关的文献,并统计检索结果。

比较不同检索方式的查询效率。

A、直接进入NCBI主页(/),选择Pubmed文献数据库,点击search栏下方的limits,进入与Pubmed有关的限制字段设置,如选择Title等不同字段,及限制期刊类型,作者,日期等进行查询。

B、Preview(搜索结果预览)/Index(索引词表检索)的应用。

所谓的索引词表检索是当你选定查询字段并键入检索词如Bird Flu时,点击Index ,这时返回一个在该字段中的以“Bird Flu”开始的索引词表窗口,后面括弧中的数字代表包含该索引词的记录条数;选择一个或几个关键词,点击Preview可进行结果的预览,点击Go可获得查询结果。

C、点击History,可以看到该次练习结果页面的历史记录。

包括所采用的主题词、查询字段范围、花费时间、及相应结果等。

(二)浏览各大数据库网站进入核酸序列数据库GenBank(/web/Genbank/index/html)(包括其上的一些子数据库如dbEST、dbSTS)、EMBL-Bank(简称EMBL,/embl/index/html)及DDBJ(http://www.dd bj.nig.ac.jp/);进入基因组数据库GDB(/)和Ensembl (/);进入蛋白质序列数据库PIR(/)、SWISS-PROT (http://www.expasy.ch/sprot/sprot-top.html、TrEMBL (/trembl/index.html);进入生物大分子数据库PDB (/pdb/)。

点击其上的一些按钮,了解这些数据库的结构。

(1)使用Entrez信息查询系统检索与禽流感相关的核酸序列,链接提取其中一条感兴趣的序列内容,阅读序列格式的解释,理解其含义。

进入NCBI主页,进入Entrez Home页面,在Search后的输入栏中输入关键词H5N1,点击go查询,再选择Nucleotide数据库,共有9632条记录。

阅读查询结果,选择一条感兴趣的核酸序列,点击该序列与数据库的超链接,阅读序列格式的解释,理解其含义。

(2)GenBank数据库序列格式的FASTA序列格式显示与保存;以上一步骤所获得的感兴趣核酸序列结果页面为例,在显示模式“Display”的下拉菜单中选择一个需要的序列格式如FASTA序列格式,然后点击Display按钮,结果就出现该序列的FASTA格式。

如果需要保存该条序列信息,可以直接通过点击浏览器IE的“文件”菜单中的另存为命令将序列保存到本地计算机;也可以利用Entrez系统自身的保存功能,即点击Send to,选择File,就会出现保存文件相应的窗口,然后按指示操作即可。

(3)使用SRS信息查询系统检索在Entrez中查询的同一条核酸序列,连接提取该序列内容,阅读序列格式的解释,理解其含义;比较NCBI与EMBL中序列格式的异同。

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