电子克隆.ppt
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生物信息学概论
• 多重序列比对研究的是多个序列的共性。序列的多重 比对可用来搜索基因组序列的功能区域，也可用于研 究一组蛋白质之间的进化关系。
2016/7/15 31
基因组序列分析
• 遗传语言分析——天书
• 基因组结构分析
• 基因识别
• 基因功能注释
• 基因调控信息分析
• 基因组比较
2016/7/15 32
CTCAGATTGAACGCTGGcGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAACGGTAACAGGAAGCAG CTTGCTGCTTCGCTGACGAGTGGCGGACGGGTGAGTAATGTCTGGGAAACTGCCTGATG GAGGGGGATAACTACTGGAAACGGTAGCTAATACCGCATAACGTCGCAAGACCAAAGAGG GGGACCTTCGGGCCTCTTGCCATCGGATGTGCCCAGATGGGATTAGCTAGTAGGTGGGG TAACGGCTCACCTAGGCGACGATCCCTAGCTGGTCTGAGAGGATGACCACCCACACTGGA ACTGAGACGACGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGG CGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTATGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGTACTT TCAGCGGGGAGGAAGGTGTTGAGGTTAATAACCTCATCGATTGACGTTACCCGCAGAAGA AGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCAAGCGTTAATCGG AATTACTGGGCGTAAAGCGCACGCAGGCGGTCTGTCAAGTCGGATGTGAAATCCCCGGG CTCAACCTGGGAACTGCATTCGAAACTGGCAGGCTAGAGTCTTGTAGAGGGGGGTAGAAT TCCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGGAGGAATACCGGTGGCGAAGGCGGCC CCCTGGACAAAGACTGACGCTCAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACC CTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCGACTTGGAGGTTGTGCCCTTGAGGCGTGGCTT CCGGAGCTAACGCGTTAAGTCGACCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAA TGAATTGACGGGGGCCcGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAA GAACCTTACCTACTCTTGACATCCAGAGAACTTTCCAGAGATGGATTGGTGCCTTCGGGA ACTCTGAGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAAATGTTGGGTTAAG TCCCGCAACGAGCGCAACCCTTATCCTTTGTTGCCAGCGGTCAGGCCGGGAACTCAAAG GAGACTGCCAGTGATAAACTGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTA CGAGTAGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGCATACAAAGAGAAGCGACCTCGCGAGAGC AAGCGGACCTCATAAAGTGCGTCGTAGTCCGGATTGGAGTCTGCAACTCGACTCCATGAA GTCGGAATCGCTAGTAATCGTGGATCAGAATGCCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGT A
电子克隆原理和应用
4. Os6PGDH 的克隆：
EST contig
与玉米6PGDH （AF061837）匹配的部分水稻ESTs
3. OsZFP 基因家族的克隆：
水稻各种组织
水稻锌指蛋白氨基酸序列
?
搜索水稻基因组库
分别提取总RNA 合成cDNA第一链
wenku.baidu.com
水稻锌指蛋白基因序列 设计PCR引物
EST拼接
PCR扩增 克隆
OsZFP基因家族的 电子克隆流程图
2. 水稻葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因的电子克隆,遗传学报, 2019,29:1012-1016
1.什么是电子克隆？
?????
首先：什么是基因克隆？ 传统的基因克隆指什么？
1.什么是电子克隆？
电子克隆（in silico cloning）是近年来伴随着基因组
和EST计划发展起来的基因克隆新方法，它的主要原理是利用 日益发展的生物信息学技术，借助电子计算机的巨大运算能 力，通过EST或基因组的序列组装和拼接，利用RT-PCR的方法 快速获得功能基因。
重要通知:
下次课上机实习 时间:下周日(1月3日）晚8：40 地点:生科楼B2019
最后一次理论课：1月4日下午 内容：生物信息学程序设计方法和答疑。
谢谢
tBLASTn 水稻基因组contig或BAC/PAC
EST拼接
第一章生物信息学绪论课件
10
计算生物学
• 计算生物学（Computational Biology）是生物学 的一个分支。根据美国国家卫生研究所（NIH） 的定义，它是指开发和应用数据分析及理论的方 法、数学建模、计算机仿真技术等，用于生物学、 行为学和社会群体系统的研究的一门学科 。
11
生物信息学与计算生物学区别与联系
• 定义三：生物信息学是在大分子方面的概念型的生物学，并 且使用了信息学的技术，这包括了从应用数学、计算机科学 以及统计学等学科衍生而来各种方法，并以此在大尺度上来 理解和组织与生物大分子相关的信息。 (Luscombe,2001)
8
生物信息学
• 说文解字：生物 + 信息 + 学 (bioinformatics)
4
制药及卫生保健等机构。
什 么 是 生 物 信 息 学 ？
背景
• 人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)： 1990年正式启动，旨在完成人类基因组约30亿个碱 基的全序列测定。
• 海量生物数据的迅速膨胀：DNA、RNA和蛋白质 序列，蛋白质二级结构和三维结构数据，蛋白质相 互作用数据等。
HGP的历史回顾
1984.12 犹他州阿尔塔组织会议，初步研讨测定人类整个基 因组DNA序列的意义
1985 Dulbecco在《Science》撰文 “肿瘤研究的转折点:人 类基因组的测序” 美国能源部(DOE)提出“人类基因组计划”草案
计算生物学
• 计算生物学（Computational Biology）是生物学 的一个分支。根据美国国家卫生研究所（NIH） 的定义，它是指开发和应用数据分析及理论的方 法、数学建模、计算机仿真技术等，用于生物学、 行为学和社会群体系统的研究的一门学科 。
11
生物信息学与计算生物学区别与联系
• 定义三：生物信息学是在大分子方面的概念型的生物学，并 且使用了信息学的技术，这包括了从应用数学、计算机科学 以及统计学等学科衍生而来各种方法，并以此在大尺度上来 理解和组织与生物大分子相关的信息。 (Luscombe,2001)
8
生物信息学
• 说文解字：生物 + 信息 + 学 (bioinformatics)
4
制药及卫生保健等机构。
什 么 是 生 物 信 息 学 ？
背景
• 人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)： 1990年正式启动，旨在完成人类基因组约30亿个碱 基的全序列测定。
• 海量生物数据的迅速膨胀：DNA、RNA和蛋白质 序列，蛋白质二级结构和三维结构数据，蛋白质相 互作用数据等。
HGP的历史回顾
1984.12 犹他州阿尔塔组织会议，初步研讨测定人类整个基 因组DNA序列的意义
1985 Dulbecco在《Science》撰文 “肿瘤研究的转折点:人 类基因组的测序” 美国能源部(DOE)提出“人类基因组计划”草案
基因克隆PPT课件
基因工程及体外表达体系 （2）.载体
心血管病研究所 王佐
.
1
一、概述
外源DNA一般没有明显的遗传标志，如果 将其导入宿主细胞，没有有效的方法将导 入了外源DNA的细胞和未导入外源DNA的 细胞区分开来。
外源DNA导入宿主细胞后，不能随宿主细 胞的繁殖而复制，达不到使外源DNA片段 扩增的目的。
.
2
.
25
此载体中央部分两端有三个酶切位点。可插 入片段的长度约9～22kb，主要用于构建基因 组文库。
.
26
.
27
不足：
λ噬菌体载体在进行真核基因组文 库构建时，其容量仍然受到一定的限 制。最大插入片段不能超过23kb。
.
28
四、粘粒载体
1978年构建，由质粒和噬菌体的cos粘 性末端构建而成。插入片段29～45kb。 可根据载体携带的抗药性标记筛选阳性 克隆细胞株。
.
22
3 插入载体
经人工改造而成，具有单一的 EcoRⅠ 酶 切 位 点 ， 该 酶 切 位 点 位 于 lacZ基因内，使用蓝白斑筛选法。插入 片 段 长 度 约 几 个 kb ， 主 要 用 于 构 建 cDNA文库。
.
23
插入载体的 筛选原理
.
24
4 替代载体
λ噬菌体基因组中央部分约有14kb主要 编码抑制性因子，非裂菌性生长所必需， 作为载体这部分可被外源DNA所替代。
心血管病研究所 王佐
.
1
一、概述
外源DNA一般没有明显的遗传标志，如果 将其导入宿主细胞，没有有效的方法将导 入了外源DNA的细胞和未导入外源DNA的 细胞区分开来。
外源DNA导入宿主细胞后，不能随宿主细 胞的繁殖而复制，达不到使外源DNA片段 扩增的目的。
.
2
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25
此载体中央部分两端有三个酶切位点。可插 入片段的长度约9～22kb，主要用于构建基因 组文库。
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26
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27
不足：
λ噬菌体载体在进行真核基因组文 库构建时，其容量仍然受到一定的限 制。最大插入片段不能超过23kb。
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28
四、粘粒载体
1978年构建，由质粒和噬菌体的cos粘 性末端构建而成。插入片段29～45kb。 可根据载体携带的抗药性标记筛选阳性 克隆细胞株。
.
22
3 插入载体
经人工改造而成，具有单一的 EcoRⅠ 酶 切 位 点 ， 该 酶 切 位 点 位 于 lacZ基因内，使用蓝白斑筛选法。插入 片 段 长 度 约 几 个 kb ， 主 要 用 于 构 建 cDNA文库。
.
23
插入载体的 筛选原理
.
24
4 替代载体
λ噬菌体基因组中央部分约有14kb主要 编码抑制性因子，非裂菌性生长所必需， 作为载体这部分可被外源DNA所替代。
光合作用光反应电子传递ppt
与环境科学、生态学等学科进行交叉融合，研究全球气候变化和环境因素对植物光合作用光反应电子传递的影响及其在生态系统中的作用。
与材料科学、纳米科学等学科进行交叉融合，探索新型纳米材料在提高植物光合作用效率方面的应用前景及其作用机制。
THANK YOU.
谢谢您的观看
CO2对电子传递的影响
CO2对光合作用的影响
高浓度CO2下的生长
CO2浓度
水分是植物细胞的重要组成部分之一，水分状况的变化会影响细胞代谢和离子吸收与运输，从而影响电子传递过程。
水分状况
水分状况的变化会影响气孔开闭和蒸腾作用，从而影响光合作用过程。同时，水分状况也会影响细胞内离子浓度和渗透势等生理生化过程，进而影响光合作用。
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
定义
定义与特点
光合作用光反应电子传递是植物、蓝藻等光合生物利用光能进行生长和维持生命活动所必需的过程，它把光能转化为化学能，为生物体的生命活动提供了主要的能量来源。
能量转换
光合作用光反应电子传递对于生态平衡的维持也是至关重要的，它使得太阳能能够被充分利用，从而为整个生态系统提供了能量来源。
与材料科学、纳米科学等学科进行交叉融合，探索新型纳米材料在提高植物光合作用效率方面的应用前景及其作用机制。
THANK YOU.
谢谢您的观看
CO2对电子传递的影响
CO2对光合作用的影响
高浓度CO2下的生长
CO2浓度
水分是植物细胞的重要组成部分之一，水分状况的变化会影响细胞代谢和离子吸收与运输，从而影响电子传递过程。
水分状况
水分状况的变化会影响气孔开闭和蒸腾作用，从而影响光合作用过程。同时，水分状况也会影响细胞内离子浓度和渗透势等生理生化过程，进而影响光合作用。
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
定义
定义与特点
光合作用光反应电子传递是植物、蓝藻等光合生物利用光能进行生长和维持生命活动所必需的过程，它把光能转化为化学能，为生物体的生命活动提供了主要的能量来源。
能量转换
光合作用光反应电子传递对于生态平衡的维持也是至关重要的，它使得太阳能能够被充分利用，从而为整个生态系统提供了能量来源。
生物信息学及其发展历史ppt课件
多重序列比对研究的是多个序列的共性。序列 的多重比对可用来搜索基因组序列的功能区域， 也可用于研究一组蛋白质之间的进化关系。
发现同源分子
3、 基因组序列分析
遗传语言分析——天书 基因组结构分析 基因识别 基因功能注释 基因调控信息分析 基因组比较
4、基因表达数据的分析与处理
基因表达数据分析是目前生物信息学研究的热 点和重点 目前对基因表达数据的处理主要是进行聚类分 析，将表达模式相似的基因聚为一类，在此
1.3 基因组整体功能及其调节网络的系统把握
把握生命的本质，仅仅掌握基因组中部分基 因的表达调控是远远不够的，因为生命现象是 基因组中所有功能单元相互作用共同制造出来 的。基因芯片技术由于可以监测基因组在各种 时间断面上的整体转录表达状况，因此成为该 领域中一项非常重要和关键的实验技术，对该 技术所产生的大量实验数据进行高效分析，从 中获得基因组运转以及调控的整体系统的机制 或者是网络机制，便成了生物信息学在该领域 中首先要解决的问题。
基 础上寻找相关基因，分析基因的功能 所用方法主要有： 相关分析方法 模式识别技术中的层次式聚类方法 人工智能中的自组织映射神经网络
基因芯片
层次式聚类
二 维 电 泳 图
5、蛋白质结构预测
蛋白质的生物功能由蛋白质的结构所决定 ，蛋 白质结构预测成为了解蛋白质功能的重要途径
蛋白质结构预测分为: 二级结构预测 空间结构预测
发现同源分子
3、 基因组序列分析
遗传语言分析——天书 基因组结构分析 基因识别 基因功能注释 基因调控信息分析 基因组比较
4、基因表达数据的分析与处理
基因表达数据分析是目前生物信息学研究的热 点和重点 目前对基因表达数据的处理主要是进行聚类分 析，将表达模式相似的基因聚为一类，在此
1.3 基因组整体功能及其调节网络的系统把握
把握生命的本质，仅仅掌握基因组中部分基 因的表达调控是远远不够的，因为生命现象是 基因组中所有功能单元相互作用共同制造出来 的。基因芯片技术由于可以监测基因组在各种 时间断面上的整体转录表达状况，因此成为该 领域中一项非常重要和关键的实验技术，对该 技术所产生的大量实验数据进行高效分析，从 中获得基因组运转以及调控的整体系统的机制 或者是网络机制，便成了生物信息学在该领域 中首先要解决的问题。
基 础上寻找相关基因，分析基因的功能 所用方法主要有： 相关分析方法 模式识别技术中的层次式聚类方法 人工智能中的自组织映射神经网络
基因芯片
层次式聚类
二 维 电 泳 图
5、蛋白质结构预测
蛋白质的生物功能由蛋白质的结构所决定 ，蛋 白质结构预测成为了解蛋白质功能的重要途径
蛋白质结构预测分为: 二级结构预测 空间结构预测
疾病相关基因的检测与克隆
宫，使之发育成个体。 wenku.baidu.com基因——被导入的目的基因 转基因动物(transgenic animal) ——目的基因的受体动物
目录
目录
（二）核转移技术
核转移技术
即动物整体克隆技术，将动物的一
个体细胞核全部导入另一个体的去胞核
的的激活的卵细胞内，使之发育成个体，
即克隆(clone)。
目录
目录
（三）基因剔除技术
目录
（一）从已知蛋白质的功能和结构出发克 隆疾病基因
功能克隆（functional cloning）：在掌握或 部分了解基因功能产物蛋白质的基础上，鉴定 编码蛋白质基因的方法。
采用的是从蛋白质到DNA的研究路线，针
对的是一些对影响疾病的功能蛋白具有一定了
解的疾病。例如：血红蛋白病、白化病、苯丙
酮尿症等出生缺陷引起的分子病。
目录
疾病相关基因是医学分子生物学最重要的领域 疾病相关基因
> 致病基因： 一种疾病的表型和一个基因型呈直接对应的因果关系， 即该基因结构或表达的异常是导致该病发生的直接原因
.
> 疾病易感基因： 在适宜的环境刺激下能够编码遗传性疾病或获得疾病易感性的基因
。 所谓疾病易感性是指由遗传决定的易于患某种或某类疾病的倾向
目录
苯丙酮尿症(Phenylketonuria) 遗传代谢病（苯丙氨酸羟化酶） 苯丙氨酸 X 酪氨酸
目录
目录
（二）核转移技术
核转移技术
即动物整体克隆技术，将动物的一
个体细胞核全部导入另一个体的去胞核
的的激活的卵细胞内，使之发育成个体，
即克隆(clone)。
目录
目录
（三）基因剔除技术
目录
（一）从已知蛋白质的功能和结构出发克 隆疾病基因
功能克隆（functional cloning）：在掌握或 部分了解基因功能产物蛋白质的基础上，鉴定 编码蛋白质基因的方法。
采用的是从蛋白质到DNA的研究路线，针
对的是一些对影响疾病的功能蛋白具有一定了
解的疾病。例如：血红蛋白病、白化病、苯丙
酮尿症等出生缺陷引起的分子病。
目录
疾病相关基因是医学分子生物学最重要的领域 疾病相关基因
> 致病基因： 一种疾病的表型和一个基因型呈直接对应的因果关系， 即该基因结构或表达的异常是导致该病发生的直接原因
.
> 疾病易感基因： 在适宜的环境刺激下能够编码遗传性疾病或获得疾病易感性的基因
。 所谓疾病易感性是指由遗传决定的易于患某种或某类疾病的倾向
目录
苯丙酮尿症(Phenylketonuria) 遗传代谢病（苯丙氨酸羟化酶） 苯丙氨酸 X 酪氨酸
反向遗传学技术
反向遗传学技术
刘宁
092408143
反向遗传学技术概述反向遗传学技术应用反向遗传学技术发展前景
反向遗传学技术概述反向遗传学
反向遗传学技术
反向遗传学
反向遗传学(reverse genetics)是相对于正向(经典)遗传学而提出的。反向遗传学则是在已知基因序列的基础上,利用现代生物理论与技术,通过核苷酸序列的突变、缺失、插入等手段创造突变体并研究突变所造成的表型效应。
反向遗传学是直接从生物的遗传物质入手来研究基因的生物学功能,阐述生物生命发生的本质现象与规律,如生物的繁殖复制机制、病毒的致病机制等。
经典遗传学的系统研究是从孟德尔的豌豆花实验开始的,就是通过研究生物的表型、性状来推测其遗传物质组成、分布与传递规律等,从而研究生命过程的发生与发展规律的。
正向遗传学主要研究生物突变性状的遗传行为,如控制突变性状的基因数目及其在染色体上的位置以及突变性状在后代中的传递规律等。
反向遗传学技术
与反向遗传学操作相关的各种技术统称为
反向遗传学技术( reverse genetics approach),包括RNA干扰(RNAreference ,RNAi) 技术、基因沉默技术、基因体外转录技术等,
是DNA重组技术应用范围的扩展与延伸。
反向遗传学技术应用基因功能的研究
植物抗病毒
作物品质改良
疫苗开发
疾病治疗
基因功能的研究
①用于研究高等动植物相关基因功能:一些高等动、植物(如人类、水稻) 测序完成后,最具有挑战性的工作就是确定所有基因序列的生物学功能,通过基因突变、删除等,利用反向遗传学方法来研究未知基因的功能已受到研究者的广泛关注。
利用ECLE制作核型模式图
利用MATLAB制作出的分形几何图形不仅美观度极高，而且清晰度也非常高。 这些图形不仅具有很高的视觉享受价值，同时也具有很强的艺术感和审美价值。 以下是利用MATLAB制作的一些分形几何图形的效果展示：
图1展示了利用MATLAB制作的曼德布罗集三维模型，该模型的颜色已经通过 colormap函数进行了设置。这个图形具有非常高的清晰度和美观度，给人以深刻 的印象。
7、完成后，可以选择导出为Word、PowerPoint、PDF等多种格式的文件， 方便在不同的场合下使用。
概念图的分析和解读
制作好的概念图需要进行一定的分析和解读，才能更好地发挥其作用。首先， 我们需要中心主题在整个概念图中的地位和作用。中心主题是整个概念图的核心 思想或核心概念，是其他主题的出发点和归宿。通过分析中心主题与其他主题的 关联和关系，我们可以更好地理解各个主题之间的内在和整个概念图的逻辑结构。
其次，我们需要主要主题和次要主题的内容及其在整个概念图中的地位和作 用。主要主题是中心主题的进一步解释或扩展，而次要主题则是对主要主题的补 充说明或细节描述。通过对这些主题的分析和理解，我们可以更好地掌握整个概 念图的层次结构和内容重点，从而更好地理解和应用概念图思维导图所表达的思 想和观点。
结论
利用ECLE制作核型模式图
01 引言
目录
02 关键词
03
利用ECLE制作核型模 式图
大学生物信息学课件-bHLH基因的电子克隆与结构分析
骨骼肌分化 卵泡形成、受精能力和早期发育 与 Max 蛋白形成二聚体 与 Max 蛋白形成二聚体，是 Myc 的拮抗物 与 Max 蛋白形成二聚体，是 Myc 的拮抗物 细胞增殖、分化，肿瘤发生 调控端粒酶基因的表达 黑色素细胞分化 固醇代谢、脂肪细胞决定 增强病毒和细胞基因的活性 调控葡萄糖响应基因的表达 激活免疫球蛋白重链基因的转录 调控昼夜节律 调控昼夜节律 激活环境毒素响应基因的转录 激活环境毒素响应基因的转录 调控中线发育 气管发育 低氧细胞中促红细胞生成素基因的转录 与 A 组 bHLH 蛋白形成无活性异源二聚体 神经细胞生成、体节形成、器官发生 胚胎分节、成虫刚毛图式，神经细胞生成 头部发育 / 嗅觉神经元生成 / B 细胞发育
AgEmc mRNA 1012 nt 727 1012
1 ORF (92 aa)
726
389
667
Emc motif 497~604 (36 aa)
14/102
蜜蜂Emc基因结构
673968 674068 Intron (549bp) 673211 673418 672893 Intron (317bp) 672564
5/102COE
H/E(spl)
2、内含子演化学说
Intron-early theory / 内含子早现说
E. coli
Intron-late theory / 内含子晚现说
AgEmc mRNA 1012 nt 727 1012
1 ORF (92 aa)
726
389
667
Emc motif 497~604 (36 aa)
14/102
蜜蜂Emc基因结构
673968 674068 Intron (549bp) 673211 673418 672893 Intron (317bp) 672564
5/102COE
H/E(spl)
2、内含子演化学说
Intron-early theory / 内含子早现说
E. coli
Intron-late theory / 内含子晚现说
第5讲 生物信息学序列分析利用生物信息学进行功能基因的电子隆技术
Display Analysis—RDA) 由Lisitsyn等1993年发明，快速有效，可特异放大分化
差异基因片段，具体思路如下：从实验组和对照组抽提
RNA或mRNA，逆转录生成双链cDNA，将两种cDNA 都用识别4碱基的内切酶Dpn 充分酶切，加入R-24、R12分子，退火连接之后除去多余的R-12分子后将cDNA 分子补平，以R-24分子为引物，对照组与实验组cDNA 进行PCR扩增，得到两个cDNA代表群。
研究生课程—生物信息学
杭州师范大学生命与环境科学学院 向太和
（一）、电子克隆的特点：
挖掘和克隆功能基因是利用基因工程技术进行植物品种改良、 有效利用基因资源的基础。基因克隆的传统方法主要是图位克 隆和转座子标签法克隆等，但这些方法操作技术复杂，成本高， 实验周期长，在基因克隆中并没有能得到非常广泛的运用。最
存在着基因缺丢失的现象。
2.2 差异显示PCR (mRNA differential display—DD，DD RT-PCR)
1992年由PengLiang和A.B.Pardee等率先使用，在核酸分子 水平上显示了mRNA表达水平的差异。其主要原理是：以
某组织或细胞的全部RNA或mRNA为模板，利用以3′端
最终找到包含该目的基因的克隆进而克隆该基因。
定位克隆理论上适用于一切基因，但也存在应用上
的一些不足：构建叠跨克隆群可能存在着困难；精
生物信息学
普通生物学
细胞
遗传 进化
分子生物学
—— 研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功 能和相互关系
—— 研究生物大分子在生命活动中的重要性、规 律性，从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘
生物信息学 生物信息是： 核酸 和蛋白质
，生物信息学应包括这3 个主要部分： (1)新算法和统计学方法研究； (2)各类数据的分析和解释； (3)研制有效利用和管理数据新工具。
调控 蛋白质
核酸 基因
基因具有几个重要的特征：
基因是一种相对独立的遗传信息单位； 基因是一段DNA分子，遗传信息贮存在DNA中； 基因通过指导合成蛋白质或RNA，进而产生生理功 能，或影响其他基因的表达。
核酸
真核生物基因组
基因
特点：
（1）真核细胞的基因结构
外显子(ATG, TAA,TGA, TAG) 内含子（5‘-GT……AG-3’） 完整的基因结构 （2）单拷贝基因和基因家族
12
提纲:
模式生物测序 3大核酸数据库 蛋白质数据库
13
一、模式生物
Ureaplasma urealyticum
Bacillus subtilis
Drosophila melanogaster
Rickettsia prowazekii
Helicobacter pylori
Buchnerasp. APS
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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
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
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
什么是电子克隆
传统的克隆方法是利用基因特异性引物大量 扩增cDNA末端或构建cDNA文库并采用原位 杂交进行筛选，实验进程长、步骤繁琐、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
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
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
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
在全基因组已经测序的物种中推测新基因的 步骤如下：
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
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
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
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
电子克隆简介
南京农业大学生命科学学院 沈文飙
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什么是电子Fra Baidu bibliotek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