可变剪接
aso反义寡核苷酸 可变剪接 -回复
aso反义寡核苷酸可变剪接-回复ASO反义寡核苷酸(Antisense oligonucleotide)是一种常用于基因治疗和基因调控的工具,其作用是通过与目标基因的RNA分子匹配形成双链结构,从而干扰或抑制目标基因的正常功能。
相比传统的药物靶向方法,ASO反义寡核苷酸具有更高的特异性和可调控性,因此被广泛应用于治疗多种疾病,尤其是一些遗传性疾病。
然而,除了ASO反义寡核苷酸用于基因治疗的传统应用外,近年来,科学家们还发现了ASO反义寡核苷酸在可变剪接中的重要作用。
可变剪接(Alternative Splicing)是指同一个基因在转录过程中可以产生多个不同的mRNA剪接变体,从而产生不同的蛋白质。
可变剪接是调控基因表达的重要机制之一,它可以增加基因功能的多样性和复杂性。
然而,由于可变剪接异常与多种疾病的发生和发展密切相关,如癌症、神经系统疾病等,因此对可变剪接的调控研究也日益引起科学家们的关注。
ASO反义寡核苷酸在可变剪接调控中的应用主要包括两个方面:调控剪接酶活性和调控剪接位点选择。
首先,ASO反义寡核苷酸可以通过与剪接酶相互作用,干扰或抑制其正常功能,从而调控可变剪接的发生。
剪接酶是调控剪接过程的关键酶,它可以选择性地切割mRNA前体,将其中的外显子连接起来,形成成熟的mRNA。
ASO反义寡核苷酸通过与剪接酶结合,阻断其结合到mRNA 前体上,或改变其构象,从而干扰剪接酶的活性,进而调控可变剪接的进行。
这种方法具有高度的特异性和可调控性,能够精确地调控某一特定的剪接酶活性,从而实现对特定剪接变体的调控。
其次,ASO反义寡核苷酸还可以通过调控剪接位点的选择,影响可变剪接的发生。
剪接位点是指mRNA前体上的两个外显子之间的连接点,它决定了哪些外显子会连接起来形成成熟的mRNA。
ASO反义寡核苷酸可以与mRNA前体中的剪接位点特异性地结合,从而改变剪接位点的选择,导致不同的mRNA剪接变体的产生。
可变剪接分析综述
可变剪接的分析主要包括剪接体序列的 校正,剪接体之间的比较,以及剪接机 制的探索。
剪接体序列的校正
克隆试验得到的mRNA 往往不是全长, 测序反应也不能保证100%的正确,所以 拿到一条序列首先要对其进行校正,尽 可能保证使全长序列且无错误。 校正可以通过剪接体序列与EST数据及 基因组的比对进行。
Details 结果
图中显示有四个block, 即提交序列可以分为四个区段 与染色体上四个区域对应,即有四个外显子。蓝色区 域为完全匹配,浅蓝色为比对区域的边缘序列,可以 理解为外显子边界
Details 结果
点击每个block 可以看到对应的外显子序列, block之间可以认为是内含子序列,可以观察是否 符合GT-AG 或是GC-AG模式
可变剪接示意图
可变剪接是生物多样性的重要成因
高等生物与低等生物的基因数量并没有特别显著 的差别,如人的基因估计约30000-40000,小鼠 的基因也为30000左右,而且人鼠基因有很多存 在有很高的相似性。果蝇、线虫等基因约为 15000,基因数量的差别不足以解释以上物种间 存在的显著差异。
可变剪接与蛋白质组
Spliced EST
Total ESTs
EST 数据选择
整条序列在染色体上以单外显子形式出 现很可能是染色体污染。一般优先看已 剪接EST数据对基因的支持情况,如数 量不足再看包含未剪接EST的所有EST 集合
改变查看区域
在browser 里可以任意移动查看,改变位 置的方法有两种,一是直接输入定位数字, 二是通过窗口下方的方向箭头移动。
SR蛋白主要与外显子剪接增强元件ESE结合, 通过直接招募剪接体蛋白或是拮抗剪接抑制因 子的作用来发挥作用。 SR蛋白主要对5’位点的选择起作用: 通过招募剪接体蛋白如U2AF或是U1-70K,在 pre-mRNA的两个或多个5’可变剪接位点中促 进选择使用距内含子3’端较近的5’位点。
可变剪接及其生物学意义
3 可 变 剪 接 的 调 控
存 在 密 切 联 系 。近 来 的研 究 多 致 力 于 可 变剪 接 的 调 控 机 制 、 功 能 相 关 性 可 变 剪 接 体 数 据 库 的 建 立 及 可 变 剪 接 产 物 的 生 理 与 病 理 功 能 。本 文 就 可 变 剪 接 有 关 进 展进 行综 述 。
相 对 平 衡 来 实 现 。而 这 些 调 控 元 件 活 性 又 由 相 应 的剪 接 调 控
一
黝 ≥ 破一 ≤ ∈ 潮 s 隘 ~
图 1
2 可 变 剪 接 的 机 制
破 一雌
因子的结合来决定 。 许 多 E E 包含 S Ss Rp家 族 成 员 的 结 合 位 点 。S p家 族 成 R 员具 有 1 ~2个 结 合 RN 的 N 末 端 R A NA 识 别 基 序 类 型 的 结 构域 和 C末 端 富 含 丝 氨 酸 精 氨 酸 蛋 白 残基 ( ) RS 的结 构 域 。 在 剪 接 体 组 装 过 程 ,R S p作 为 必 要 的 剪 接 因 子 和 调控 因 子 发挥 作 用 。 E E依 赖 性 3 或 5 剪 接 位 点 的 激 活 是 通 过 S S Rp募 集 U2 6 AF 5到多 聚 嘧 啶序 列 结 合 位 点 而 实 现 。果 蝇 d x 因第 4 s基 外 显 子 存 在 1个 雌 性 特 异 性 E E, 过 结 合 1个 保 守 的 S p S 通 R 和 2个 含 有 R S结构 域 的 调控 因 子— — TR 和 T A2 从 而 促 A R , 进 U2 3 和 U2 6 分 别 与 3剪 接 位 点 和 弱 的 多 嘧 啶 序 列 AF 5 AF 5 结 合 , 成 对 第 4 显 子 上 游 内含 子 的剪 接 。而 雄 性 个 体 中缺 完 外
lncrna可变剪接研究方法
lncrna可变剪接研究方法lncRNA(长非编码RNA)是指长度在200个核苷酸以上但无编码蛋白质的RNA分子。
近年来,越来越多的研究表明lncRNA在生物过程中发挥重要的调控作用。
其中,lncRNA的可变剪接现象备受关注,因为它能够进一步丰富lncRNA的多样性,增加其功能的复杂性。
本文将介绍几种常用的lncRNA可变剪接研究方法。
1. rRNA消除法(ribosomal RNA depletion):由于lncRNA在细胞中的表达水平较低,rRNA的影响会干扰lncRNA的检测。
因此,可以通过富集和去除rRNA序列的方法来减少rRNA干扰。
常用的方法包括:使用rRNA消除试剂盒或使用多次碱解rRNA。
2.外显子连接测序(Exon Junction Sequencing):该方法可用于检测lncRNA的可变剪接事件。
通过测定转录本的外显子连接情况,可以识别出不同可变剪接形式。
可以采用Illumina平台进行测序,并利用专门设计的分析软件进行数据分析。
3.全长转录组测序(Full-length transcriptome sequencing):该方法可以直接获得lncRNA的全长信息,以便更好地探究lncRNA的可变剪接。
PACBio和Oxford Nanopore等技术可用于测序全长转录本。
此外,对于可变剪接的研究,需要借助专门的分析软件来分析和鉴定可变剪接的事件。
4.可变剪接芯片(Splicing array):芯片技术可以同时检测大量的可变剪接事件。
通过将lncRNA的外显子和内含子序列探针固定在芯片上,可以分析可变剪接事件的存在和表达水平。
此外,还可以结合RT-PCR验证芯片结果。
5.结构域预测:可变剪接通常涉及lncRNA的结构域选择。
通过结构域预测工具(如RNAfold、Mfold等),可以预测lncRNA的二级结构,从而预测可能的可变剪接事件。
总结起来,研究lncRNA的可变剪接需要使用一系列的实验和计算方法。
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是一种常见的肺癌类型,其发病率和死亡率均居高不下。
近年来,随着基因组学和生物信息学技术的快速发展,对于肺腺癌的研究已经从传统的组织病理学研究逐渐转向了分子层面。
在肺腺癌的研究中,基因的异常表达和剪接变异成为了一个重要的研究方向。
其中,可变剪接事件是导致基因表达多样性的重要原因之一。
因此,对肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析,对于深入了解肺腺癌的发病机制、诊断和治疗具有重要意义。
二、材料与方法(一)材料本研究选取了肺腺癌组织样本及正常肺组织样本,通过高通量测序技术获取了样本的基因表达数据。
(二)方法1. 数据预处理:对基因表达数据进行质量控制和标准化处理。
2. 可变剪接事件识别:利用生物信息学分析工具,对标准化处理后的数据进行可变剪接事件的识别。
3. 事件分类与筛选:根据可变剪接事件的类型和表达水平,进行事件分类与筛选,确定肺腺癌特异性可变剪接事件。
4. 统计分析:对筛选出的肺腺癌特异性可变剪接事件进行统计分析,分析其在肺腺癌发生、发展中的作用。
三、结果(一)可变剪接事件识别结果通过生物信息学分析,我们成功识别了大量可变剪接事件。
这些事件包括外显子跳跃、内含子保留、选择性5'剪接位点和选择性3'剪接位点等类型。
(二)肺腺癌特异性可变剪接事件筛选结果在所有识别出的可变剪接事件中,我们筛选出了一批在肺腺癌组织中特异性表达的剪接事件。
这些事件主要涉及一些与肺癌发生、发展相关的基因,如TP53、KRAS、EGFR等。
(三)统计分析结果通过对筛选出的肺腺癌特异性可变剪接事件进行统计分析,我们发现这些事件在肺腺癌组织中的表达水平与正常肺组织相比存在显著差异。
进一步分析表明,这些事件在肺腺癌的发生、发展过程中可能起着重要的调控作用。
四、讨论本研究通过高通量测序技术和生物信息学分析,成功识别了肺腺癌特异性可变剪接事件。
这些事件主要涉及一些与肺癌发生、发展相关的基因,表明可变剪接在肺腺癌的发病机制中起着重要作用。
可变剪接分析分析
查看EST支持
Genome Browser 提供的一个重要资源 是EST在染色体上的定位信息,其基本 做法是把EST数据与基因组作比对后, 按照最好的匹配结果将EST唯一的定位 到基因组上。 通过EST可以对不同剪接体提供佐证
Genome browser 中的EST 数据
分为两个集合:
–已剪接EST集合(human ests that have been spliced) –包括未剪接EST的所有EST集合(human ests including unspliced) 后者包括前者。已剪接EST集合是与基因组比对后可 以被分成多个外显子结构,且外显子之间的序列符合 内含子剪接位点模式(GT-AG模式)的EST。全部 EST集合则不考虑是否含有剪接位点,其中可能有染 色体污染和一些未经剪接的EST数据。
FirstEF 结果
promoter 区为预测的启动子区域,exon 为预测的第一个 exon 区 域 , 点 击 可 查 看 具 体 位 置 信 息 。 该 程 序 预 测 66376104-66376673 为启动子区域,第一外显子区域为 66376604-66376834 或是 66376604-66377167 。第一组序 列的起始位置为66,376,615 , 第二组序列的起始位置为 66,376,969 。已有实验证明第一组序列的启动子可能在 其上游约 1.5Kb 处,故此处的启动子可能为第二组序列 的启动子。
使用Genome Browser 获得序列
出现的页面框中为要获得序列的位置,可以改变 范围或是包括任意长上游或下游序列,比如要分 析启动子序列,可以选取基因起始点上游1K的序 列。 (如果序列与基因组序列互补,应向后取)
2.2 可变剪接成因分析
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是肺癌的主要亚型之一,具有高度异质性和复杂的遗传背景。
近年来,随着基因组学和生物信息学技术的不断发展,可变剪接事件在肺腺癌发生发展中的作用逐渐受到关注。
可变剪接是一种重要的转录后修饰过程,能够产生多种剪接异构体,从而影响基因的表达和功能。
因此,识别和分析肺腺癌特异性可变剪接事件对于深入了解肺腺癌的发病机制、诊断和治疗具有重要意义。
本文旨在通过生物信息学方法,对肺腺癌特异性可变剪接事件进行识别和分析,以期为肺腺癌的研究提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 数据来源本研究使用的肺腺癌基因表达数据和可变剪接事件数据来自公共数据库(如TCGA、GEO等)。
2. 生物信息学分析方法(1)基因表达谱分析:利用R语言和相关生物信息学软件,对肺腺癌基因表达数据进行预处理、标准化和差异表达分析,筛选出与肺腺癌相关的基因。
(2)可变剪接事件识别:采用已知的可变剪接事件数据库和新一代测序技术,对肺腺癌样本进行可变剪接事件的检测和识别。
(3)特异性可变剪接事件分析:结合基因表达谱分析和可变剪接事件识别结果,筛选出肺腺癌特异性可变剪接事件,并进行功能注释和通路分析。
(4)验证实验:通过RT-PCR、Western blot等实验方法,对部分关键可变剪接事件进行验证。
三、结果1. 基因表达谱分析结果通过对肺腺癌基因表达数据进行差异表达分析,我们筛选出了一批与肺腺癌相关的基因。
这些基因在肺腺癌组织中的表达水平与正常组织相比存在显著差异,可能参与了肺腺癌的发生发展过程。
2. 可变剪接事件识别结果通过新一代测序技术和已知的可变剪接事件数据库,我们检测和识别了大量的可变剪接事件。
这些事件涉及到的基因涵盖了多种生物学功能,包括细胞增殖、凋亡、侵袭和转移等。
3. 肺腺癌特异性可变剪接事件分析结果结合基因表达谱分析和可变剪接事件识别结果,我们筛选出了一批肺腺癌特异性可变剪接事件。
转录过程中的剪接如何决定蛋白质的种类和功能
转录过程中的剪接如何决定蛋白质的种类和功能转录是指从DNA模板合成RNA分子的过程。
然而,在RNA合成过程中,并非所有DNA序列都会被转录,而是通过剪接过程对生成的RNA进行修剪和重组,从而形成不同种类和功能的蛋白质。
本文将重点讨论转录过程中的剪接如何决定蛋白质的种类和功能。
一、剪接的概念和作用剪接是指在RNA转录过程中,将外显子(exon)与内含子(intron)连接起来或切除掉的过程。
外显子是DNA中包含编码蛋白质信息的区段,而内含子则是其中不含编码信息的区段。
通过剪接,内含子被去除,而外显子则被连接起来,从而形成成熟的mRNA(messenger RNA)。
这一过程能够进一步决定蛋白质的种类和功能。
剪接还可以帮助增加基因表达的多样性和可变性。
二、剪接的类型1. 可变剪接(alternative splicing)可变剪接是指一个基因可以产生多个不同的mRNA分子,进而编码出多种功能不同的蛋白质。
这是通过选择性连接不同的外显子,以及切除或保留不同的内含子来实现的。
2. 起始剪接(alternative initiation)起始剪接是指起始转录位置的不同剪接方式,会影响到转录开始的位置。
这种剪接形式会导致mRNA序列的改变,进而影响蛋白质的氨基酸序列和功能。
3. 终止剪接(alternative termination)终止剪接是指终止转录位置的不同剪接方式,会影响到转录结束的位置。
这种剪接形式可能引起早期终止,从而导致蛋白质缺失功能性结构域。
三、剪接的影响剪接过程中的选择性连接和切除决定了RNA的编码能力和蛋白质的功能。
不同的剪接方式可以产生不同的蛋白质亚型,这些亚型在结构和功能上可能存在差异。
剪接的不正常调控可能导致蛋白质功能异常或缺失。
一些疾病和遗传病变与剪接异常有关。
比如,部分癌症的发生与剪接异常有关,导致了蛋白质功能的改变。
四、剪接调控机制剪接的调控涉及到多种蛋白质和非编码RNA的相互作用,以及剪接序列的识别。
可变剪接的五种方式
可变剪接的五种方式可变剪接(alternative splicing)是指在基因转录过程中,不同的外显子可以在剪接过程中以不同的方式组合,从而产生多种不同的mRNA转录本。
这种剪接方式的存在使得一个基因可以编码出多个不同的蛋白质产物,从而增加了基因的功能多样性。
可变剪接是真核生物基因表达调控的重要机制之一,也是功能基因组学研究的热点之一。
在本文中,我们将介绍可变剪接的五种方式。
第一种方式是外显子的跳跃剪接(exon skipping)。
在外显子的跳跃剪接中,某些外显子被剪接过程跳过,不参与mRNA的合成,从而产生缺失某些外显子的转录本。
这种剪接方式常见于许多基因,包括一些与遗传性疾病相关的基因。
外显子的跳跃剪接可以导致蛋白质结构的改变,从而影响其功能。
第二种方式是外显子互斥剪接(exon exclusion)。
在外显子互斥剪接中,两个或多个相邻的外显子中只有一个被选择性地剪接进入mRNA,而其他外显子则被排除在外。
这种剪接方式常见于许多基因,特别是在调控神经系统发育和功能方面起重要作用的基因。
外显子互斥剪接可以导致不同的外显子组合,从而产生多种不同的蛋白质产物。
第三种方式是内含子保留剪接(intron retention)。
在内含子保留剪接中,转录过程中的内含子没有被剪接去除,而是保留在mRNA中。
这种剪接方式相对较少见,但在某些基因中仍然起重要作用。
内含子保留剪接可能会导致蛋白质序列中插入额外的氨基酸,从而改变蛋白质的结构和功能。
第四种方式是选择性启动剪接(alternative promoter usage)。
在选择性启动剪接中,基因的不同启动子可以选择性地启动转录过程,从而产生不同的转录本。
这种剪接方式常见于一些复杂的基因,特别是在不同组织或不同发育阶段中具有组织特异性表达的基因。
选择性启动剪接可以导致不同的启动子产生不同的转录本,从而产生多个具有不同功能的蛋白质产物。
第五种方式是内含子扩增剪接(intron amplification)。
《单核苷酸变异与组蛋白修饰对可变剪接的影响》范文
《单核苷酸变异与组蛋白修饰对可变剪接的影响》篇一一、引言在生物学领域,基因表达是一个复杂且精细的过程,涉及到多个层面的调控。
其中,可变剪接是基因表达的重要环节之一,它决定了蛋白质编码序列的多样性和复杂性。
近年来,单核苷酸变异(SNVs)和组蛋白修饰(HMs)在可变剪接过程中的作用逐渐受到研究者的关注。
本文将探讨单核苷酸变异与组蛋白修饰对可变剪接的影响,并分析其潜在机制。
二、单核苷酸变异对可变剪接的影响单核苷酸变异(SNVs)是指基因组中单个核苷酸的变异,包括点突变、插入和删除等。
这种变异可以影响剪接位点的选择,从而改变转录产物的结构。
具体来说,SNVs可能改变剪接位点的序列特征,导致剪接因子与位点的相互作用发生变化,进而影响剪接的效率。
此外,SNVs还可能引发新的剪接位点的出现或消失,进一步丰富或限制了蛋白质的多样性。
三、组蛋白修饰对可变剪接的影响组蛋白修饰(HMs)包括乙酰化、甲基化、磷酸化等过程,这些修饰可以影响染色质的结构和功能。
在可变剪接过程中,组蛋白修饰可以影响前体mRNA的剪接过程。
一方面,组蛋白修饰可以改变染色质的可及性,从而影响剪接因子的结合和作用。
另一方面,组蛋白修饰还可以影响剪接复合物的形成和稳定性,从而影响剪接的效率和准确性。
四、单核苷酸变异与组蛋白修饰的相互作用单核苷酸变异和组蛋白修饰在可变剪接过程中并非孤立存在,它们之间存在相互作用。
一方面,SNVs可能改变组蛋白修饰的模式和程度,从而影响染色质的结构和功能。
另一方面,组蛋白修饰也可能影响SNVs对剪接位点选择的影响。
因此,在研究可变剪接时,需要综合考虑单核苷酸变异和组蛋白修饰的相互作用。
五、结论单核苷酸变异和组蛋白修饰是影响可变剪接的重要因素。
它们通过改变剪接位点的序列特征、染色质的结构和功能等途径,影响转录产物的结构和功能。
此外,它们之间还存在相互作用,共同调控可变剪接过程。
为了更好地理解基因表达和疾病发生的分子机制,我们需要深入研究单核苷酸变异和组蛋白修饰在可变剪接过中的作用及其相互作用机制。
分子生物学教学资料第6章rna剪接
Primary transcript定义:Exons (外显子):编码序列Introns (内含子) : 间隔序列RNA splicing(RNA剪接): 从前mRNA中除去内含子的过程Alternative splicing (可变剪接): 有些前mRNA存在不止一种的剪接方式,从而产生不同的mRNA。
通过这种方式一个基因可以产生多个多肽产物。
通过可变剪接,从一个基因得到的不同产物数量可以从2种到数百甚至数千种。
Why RNA splicing is important?1.RNA剪接的化学基础2. 剪接体Spliceosome:执行RNA的剪接的大复合体,有5种snRNA(核内小RNA: U1,U2,U4,U5,U6),主要执行功能是RNA非蛋白质。
snRNA的三个功能:Recognizing:识别5’剪接位点和分支位点Bringing:将这两个位点集结到一起U2 取代BBP3. 剪接过程可变剪接Alternative splicing and regulation通过可变剪接一个基因可以得到多个产物。
RNA剪接的5种模式①正常剪接②外显子遗漏③外显子延伸④内含子保留⑤可变剪接可变剪接:组成型:同一个基因总是产生多种不同产物调控型:不同的时间、条件下或不同的细胞、组织中,产生不同mRNA剪接调控蛋白结合到特殊序列上:外显子/内含子剪接增强子enhancer(ESE or ISE)-增强附近剪接位点的剪接(剪接->未剪接)外显子/内含子剪接减弱子silencer(ESS or ISS)–减弱附近剪接位点的剪接(未剪接->剪接) (在不同条件下引导剪接体到不同的剪接位点发挥作用;在发育的某个阶段或在某种类型的细胞中,一种特定的SR蛋白的存在与否或者活性高低,就可以决定某一个特定的剪接位点是否得到利用)特殊内含子剪切体:AT-AC型剪接体催化的剪接反应:U1->U11,U2->U12自剪接内含子Self-splicing introns and mechanisms自剪接:前体RNA中的内含子自身折叠成一种特殊的构象,然后催化自身释放的化学过程。
蛋白的isoform
蛋白的isoform蛋白质是生物体内一类非常重要的大分子,它们参与了几乎所有的生物学过程。
每个蛋白质都由一条或多条氨基酸链组成,在生物体内通过编码信息的转录和翻译过程合成。
然而,在蛋白质合成的过程中,还存在一种现象叫做蛋白的isoform。
Isoform是由同一基因生成的具有一定差异的蛋白质变体。
虽然同一基因编码了同样的氨基酸序列,但是基因的可变剪接和后转录修饰等过程可以导致同一基因表达出多个不同的蛋白质isoform。
这些isoform可能在结构,功能,或者表达调控等方面存在差异。
蛋白的isoform可以通过多种方式形成。
最常见的方式是可变剪接。
可变剪接是指在基因转录的过程中,剪接酶可以在不同的方式下组合RNA的外显子和内含子,从而生成不同的mRNA产物。
这些不同的mRNA转录产物在翻译过程中会编码不同的蛋白质isoform。
另一种形成蛋白质isoform的方式是通过后转录修饰。
在蛋白质翻译过程中,还存在一些后转录修饰的机制,如糖基化,磷酸化,乙酰化等等。
这些修饰可以改变蛋白质的活性,稳定性,亲和力等性质,从而生成不同的isoform。
蛋白质的isoform在生物学中具有重要的功能和意义。
它们可以在不同的组织器官或细胞类型中以不同的表达方式存在,从而实现特定生物过程的调控。
例如,一些蛋白质isoform在胚胎发育过程中起到重要的作用,调控细胞命运和器官形成。
另外,一些蛋白质isoform在疾病的发生和发展中也起到关键作用。
通过研究蛋白质的isoform,人们可以更好地理解蛋白质的功能和调控机制,为疾病的诊断和治疗提供新的思路。
近年来,随着高通量测序技术的发展,人们对蛋白质的isoform进行了大规模的研究。
通过对基因组和转录组的分析,可以识别出大量的蛋白质isoform。
研究人员发现,蛋白质的isoform在许多生物过程中起到重要的作用。
例如,在癌症中,某些蛋白质的isoform表达异常,与肿瘤的发生和发展密切相关。
基于生物信息学的基因序列分析与表达量计算研究
基于生物信息学的基因序列分析与表达量计算研究概述:生物信息学已经成为现代生物学研究中不可或缺的一部分。
基因序列分析是生物信息学研究中的一个重要领域,它包括基因序列的比对、注释、可变剪接分析和表达量计算等。
本文将着重介绍基于生物信息学的基因序列分析和表达量计算的相关研究内容和方法。
基因序列比对:基因序列比对是指将待测序列与已知参考序列进行比较,以找出相似的部分。
常用的比对工具包括BLAST、BWA和Bowtie等。
在进行基因序列比对之前,首先需要去除测序错误和低质量的序列。
然后,采用比对工具,将待测序列与参考序列进行比对,找到最佳匹配的部分。
比对结果可以帮助研究人员确定基因序列中的重要特征,如启动子、编码序列和调控区域等。
基因序列注释:基因序列注释是指将已知的生物学信息与未知的基因序列进行关联,以确定基因的功能和作用。
常见的注释信息包括基因名、基因型、编码区域、剪接变异、蛋白质功能和关联的代谢途径等。
注释工具可以根据已知基因数据库中的信息,将待注释的基因与已知的基因进行比对和匹配,从而推断出待注释基因的功能。
常用的注释工具包括BLAST、Ensembl和NCBI等。
可变剪接分析:可变剪接是指在基因转录过程中,部分外显子被移除或保留,从而生成多个转录本。
可变剪接是基因表达调控和功能多样性的重要机制。
为了研究和分析可变剪接事件,需要对基因组中的剪接位点进行注释和分析。
研究人员可以利用RNA-seq等高通量测序技术获取瞬时剪接事件的信息,进而通过生物信息学方法对剪接位点进行分析。
常用的可变剪接分析工具包括MISO、Cufflinks和DEXSeq等。
基因表达量计算:基因表达量计算是指根据测序数据来估计不同基因的表达量。
常用的基因表达量计算方法包括RPKM(Reads Per Kilobase of transcript per Million mapped reads)、TPM(Transcripts Per Million)和FPKM(Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped reads)等。
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南RNA可变剪接是一种重要的转录后调控机制,它通过剪接酶切除RNA转录产物的部分区域,从而产生不同的mRNA剪接异构体,进而产生多样化的蛋白质。
对于研究者来说,了解RNA可变剪接谱图的分析步骤与实践指南至关重要。
一、RNA可变剪接谱图分析的基本步骤1. 数据库搜索:首先,需要根据研究目的在公开数据库中搜索与感兴趣的基因的剪接变异相关的信息。
常用的数据库包括Ensembl、UCSC、NCBI等。
根据数据库提供的注释信息,可以获取基因的可变剪接事件及其剪接异构体的基本信息。
2. 数据预处理:对于获取的原始数据,需要进行一系列的预处理步骤,包括去除低质量序列、去除接头序列、去除重复序列等。
这些步骤可以提高数据的质量和准确性。
3. 剪接事件的筛选:根据预处理后的数据,利用可变剪接分析工具(如RASflow、MISO等),对数据进行筛选,得到感兴趣的剪接事件及其相关信息。
4. 剪接异构体的注释:根据筛选得到的剪接事件,对剪接异构体进行进一步的注释,包括外显子与内含子的边界位置、剪接剂和剪接受体的序列等。
5. 可变剪接谱图的绘制:根据注释信息,可以利用数据可视化工具(如ASpli、JuncBASE等),绘制出RNA可变剪接谱图。
谱图中横轴表示外显子的序列,纵轴表示对应剪接事件的读数或比例,不同颜色/形状的点表示不同的剪接异构体。
6. 统计分析与结果解读:对于绘制的可变剪接谱图,可以进行统计分析,计算剪接异构体的丰度差异、富集程度等指标。
结合研究目的,对结果进行解读与讨论。
二、RNA可变剪接谱图分析的实践指南1. 数据质量控制:在进行RNA可变剪接谱图分析之前,要确保所使用的数据具有较高的质量。
注意检查数据的质量评估报告,对于低质量序列进行过滤和修剪,以提高数据的准确性和可信度。
2. 工具选择:根据研究目的和数据的特点,选择合适的可变剪接分析工具。
不同的工具可能有不同的功能和参数设置,需要根据具体情况进行选择。
人类基因组中的可变剪接机制研究
人类基因组中的可变剪接机制研究人类基因组是由我们身体内的DNA组成的,这些DNA分为不同的基因,控制我们的生理和行为表现。
然而,在一个完整的基因序列中,大多数基因不是一整段编码蛋白质的DNA序列,而是由多个片段组成的。
这些片段通过一个称为可变剪接的过程,被拼接在一起形成完整的基因,从而产生多个不同的蛋白质变体。
在这个过程中,一个基因可以产生多个不同功能的蛋白质,这就是可变剪接机制的重要性。
那么,什么是可变剪接呢?它是指在RNA成熟过程(转录后修饰)中,将一个基因变形为多种可能的mRNA亚型的过程。
可变剪接的方式很多,主要有以下几种:第一种是外显子跳跃,即基因中某些外显子间,出现了被完全或部分跳跃掉的情况。
第二种是另一类基因选择性剪接,即某个外显子有多种机会拼接到基因的不同位置上,形成不同的mRNA亚型。
第三种是剪切变异,这是指不同的剪接结合物促使外显子的范围扩大或缩小。
这些可变剪接机制在许多重要的生物过程中发挥着作用,包括发育、细胞分化、疾病以及选择行为等。
如果可变剪接机制失调,那么就可能会导致一些疾病的出现,如抗氧化应激、病毒感染以及人类的肿瘤问题。
在这种情况下,了解这些机制的作用,对于深入理解生物学是十分必要的。
因此,对于这一领域的研究,一直是科学家们极为重视和关注的。
当前,研究人员主要通过在RNA上检查可变剪接函数的特征来研究此类机制。
包括对完整基因组的生物信息学分析,以及对分离RNA的功能性分析。
同时,也有科学家在研究中使用了直接观察可变剪接过程的技术模型,这种技术是基于光学显微镜和分子成像技术实现的。
可以预见的是,在科技如此飞速的今天,这个领域将会得到更多的创新和进步。
而在未来,人们对可变剪接机制的探索和研究,也将会给人类生命科学的发展带来巨大的贡献。
基因可变剪接的生物学意义
基因可变剪接的生物学意义基因可变剪接是一种广泛存在于真核生物中的基因表达调控机制。
它使得一个基因可以通过剪接不同的外显子,产生多个不同的转录本和蛋白质。
这一现象的生物学意义非常重要,它不仅扩大了基因的功能潜力,还可以增加基因组的复杂度和多样性。
基因可变剪接可以增加基因功能的多样性。
通过剪接不同的外显子,一个基因可以产生多个不同的转录本,从而编码多个具有不同功能的蛋白质。
这种多样性在许多生物学过程中起着重要作用,比如细胞分化和发育过程中的基因调控。
通过选择不同的外显子组合,细胞可以产生不同的蛋白质亚型,从而适应不同的环境和功能需求。
这种基因功能的多样性为生物体的适应性演化提供了重要的基础。
基因可变剪接可以增加基因组的复杂度。
通过剪接不同的外显子,一个基因可以产生多个转录本,这些转录本可以在不同的组织和细胞类型中表达。
这种组织特异性的剪接可以增加基因组的复杂度,从而使得基因可以在不同的组织和细胞类型中发挥不同的功能。
例如,在人类基因组中,约有90%的基因存在可变剪接现象,这种复杂性使得生物体能够更加精细地调控基因表达。
基因可变剪接还可以对基因功能进行调控。
通过剪接不同的外显子,细胞可以选择性地调控基因的表达水平。
一些外显子具有调控元件的功能,它们可以通过剪接的方式参与转录调控网络,从而影响基因的表达。
这种转录后调控机制可以使得基因表达更加灵活和精细,从而适应细胞内外环境的变化。
基因可变剪接还与一些疾病的发生和发展密切相关。
许多疾病,如癌症和神经系统疾病,都与基因可变剪接异常有关。
一些研究表明,基因可变剪接的异常可以导致基因的错义剪接、缺失剪接或错位剪接,从而产生功能异常的蛋白质。
这些异常的蛋白质可能会对细胞的正常功能产生不利影响,从而导致疾病的发生和发展。
因此,研究基因可变剪接的生物学意义对于理解疾病的发生机制和寻找治疗方法具有重要的意义。
基因可变剪接是一种重要的基因表达调控机制,它可以增加基因功能的多样性,增加基因组的复杂度,调控基因的表达水平,并与一些疾病的发生和发展密切相关。
调控基因表达的可变剪接机理研究
调控基因表达的可变剪接机理研究随着基因测序技术的不断发展,科学家们已经掌握了越来越多的基因序列信息。
但是,仅仅知道一个基因的序列信息是不够的,我们还需要知道如何通过调控基因表达来控制一个生物体的功能和特性。
而可变剪接技术成为了该领域的热门研究方向之一。
可变剪接是指在同一基因上的不同剪接方式,可以产生数种不同的转录本。
因为转录本中的外显子和内含子的组合不同,可以导致最终编码蛋白质的氨基酸序列出现变化,因此可变剪接机制成为了调控基因表达的重要手段。
在过去的几十年中,科学家们已经发现了许多可以影响可变剪接机制的因素。
例如,核内环境、调控因子和基因序列中的肽链编码序列和非编码序列等。
不同的因素可以与不同的可变剪接异构体相互作用,从而影响基因表达的产生。
在此基础上,科研人员近年来开展了很多研究,探索可变剪接机制的调控原理。
例如,一些研究者发现核糖核酸结构可以影响可变剪接的效率。
具体来说,编码序列中的序列间包含一些未分化的序列,这些序列与碱基链之间的齐格勒-金结构有着密切的关系。
而通过命名权重来调控三联体的使用来达到影响可变剪接效率的目的。
此外,一些特定的蛋白质因素可以通过与可变剪接酶相互作用来影响可变剪接效率。
例如,有研究发现,RNA结合蛋白hnRNPA1与IgM的可变剪接区域相互作用,能够促进IgM的可变剪接。
总的来说,可变剪接技术的研究可以促进我们更好地理解如何通过调控基因表达来影响生命体内分子水平和生理参数。
未来,科学家们将继续进行大量的研究,以不断扩展我们对可变剪接机制的认识,提高我们对基因修饰的控制能力。
可变剪接分析
Genome Browser 使用
Genome Browser提供一个与基因组比对 的程序blat, 用户可以提交序列用blat进行 基因组定位。
Blat 提交界面
可以从下拉菜单中选择不同基因组
Blat 结果
可以看到QUERY AY174119为用户提交序列,比 对得分为742, 提交序列全长774,其中4-755的序 列可以匹配在16号染色体正链区域(66377), 有99.6%的匹配序列与提交序列完全相同。 “details”为比对的文本显示,“browser”为 在Genome Browser中查看结果
(1) 寻找潜在的启动子
Cold Spring Harbor的Michael Zhang 小组开发 的FirstEF程序针对第一外显子和启动子的预测, 其准确度在同类软件中较高,因此选用该程序对 我们序列进行预测。实际上在genome browser 中也包括firstexon 预测结果。 该软件网址/tools/FirstEF/
•外显子的跳越现象。3,4,5,6外显子均存在被 切除的现象。
•剪接位点的偏移。在同一外显子区域,外显子的 大小不同(对应方块的大小不同),可能是由于 内含子内存在多个相邻的剪接信号,导致不同的 剪接结果。
查看EST支持
Genome Browser 提供的一个重要资源 是EST在染色体上的定位信息,其基本 做法是把EST数据与基因组作比对后, 按照最好的匹配结果将EST唯一的定位 到基因组上。
1.3 可变剪接的调控
可变剪接的调控机制目前还不清楚。但 越来越多的研究表明,可变剪接的调控 是通过基因序列上的顺式作用元件和核 内反式作用分子的相互作用进行的。
可变剪接的调控
主要的顺式作用元件有:
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南RNA可变剪接(RNA alternative splicing)是一种在转录过程中产生不同mRNA isoform的机制,可显著增加一个基因所编码的蛋白质的多样性。
通过可变剪接,一个基因可以产生多种不同结构和功能的蛋白质,从而增强了生物体对环境变化的适应能力。
在研究中,了解RNA可变剪接的谱图分析步骤和实践指南是非常重要的。
一、分析步骤:1. 数据预处理:从高通量测序数据中提取出RNA可变剪接信息是分析的第一步。
这个过程通常包括测序数据的质量控制、去除低质量的序列、剪切适配器的剪除等。
2. 剪接位点的标定:下一步是找出RNA可变剪接的剪接位点。
常用的方法是使用剪接位点标定工具,如SUPPA、DASPER和Whippet等。
这些工具可以根据测序数据和已知的基因组注释信息确定剪接位点。
3. 剪接事件的分类:基于剪接位点的信息,可以将剪接事件分为多种类型,如剪接外显子(exon skipping)、剪接边界改变(alt-3' or alt-5' splice site)、可变剪接弯曲(intron retention)等。
这个步骤可以使用软件工具,如rMATS、MAJIQ和Whippet等进行分类和注释。
4. 剪接事件的定量分析:定量分析是了解不同可变剪接事件在不同条件下的表达差异的关键步骤。
这个过程可以使用计数矩阵进行,这个矩阵记录了每个可变剪接事件在不同样本中的剪接事件计数。
常用的统计学方法如DESeq2、edgeR和limma等可以用于分析这个计数矩阵,确定不同可变剪接事件的显著差异。
5. 功能注释和富集分析:对于得到的显著差异的可变剪接事件,功能注释和富集分析可以帮助我们了解这些可变剪接事件所参与的功能通路或生物学过程。
这个步骤可以使用GO(Gene Ontology)富集分析、KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析或基于其他数据库的功能注释工具进行。
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可变剪接:有些基因的一个mRNA前体通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点)产生不同的mRNA剪接异构体,这一过程称为可变剪接(或选择性剪接,alternative splicing) 。
可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制,是导致人类基因和蛋白质数量较大差异的重要原因。
基本内容
大多数真核基因转录产生的mRNA前体是按一种方式剪接产生出一种成熟mRNA分子,因而只翻译成一种蛋白质。
但有些基因的一个mRNA前体通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点)产生不同的mRNA剪接异构体,这一过程称为可变剪接(或选择性剪接, alternative splicing)。
由于RNA的可变剪接不牵涉到遗传信息的永久性改变.所以是真核基因表达调控中一种比较灵活的方式。
可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制, 是导致人类基因和蛋白质数量较大差异的重要原因。
可变剪接形式的识别
真核细胞核内前体mRNA加工通过5’加帽、剪接(移除内含子)、3’末端切割加尾.从而形成成熟的mRNA.成熟的mRNA和hnRNP及其他蛋白质形成复合体输出核外再经过选择性降解参与翻译。
这些步骤并不是简单的线性顺序.而是在转录物延伸期和转录同时发生的。
从而形成一个大型的“生产链。
一般认为,可变剪接有5种基本形式:①内含子保留;②可变的5’端;③可变的3’端;
④外显子盒;⑤互斥外显子(一组外显子中只选其一)。
也有分为7种形式的,加上可变的起始或末端外显子,而这两种形式更有可能是可变启动子、可变polyA位点造成的。
可进行专门分析。
可变剪接的意义和作用
可变剪接被认为是导致蛋白质功能多样性的重要原因之一,它使一个基因可编码多个不同转录产物和蛋白产物。
可变剪接也是产生基因组规模与生物复杂性之间的矛盾根源之一。
已有实验研究表明,可变剪接在产生受体多样性、控制调节生长发育等方面起决定性作用。
尤其表现在神经系统和免疫系统,这与该类系统的功能多样性和反应敏感性是密切相关的。
许多遗传疾病都与剪接繁盛异常紧密相关据估计。
导致疾病的变异中约15%会影响pre—mRNA的剪接。