电子克隆.ppt

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07_电子PCR

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

4.植物基因克隆技术进展

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

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。

生物信息学概论

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

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)



生物分子结构数据

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

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

光合作用光反应电子传递ppt

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。

生物信息学介绍

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

比较基因组学研究内容 2

比较基因组学研究内容 2

比较基因组学的应用
1.揭示非编码功能序列 2.发现新基因 3.发现功能性SNP 4.阐述物种间的进化史 5.阐明人类疾病过程的分子机制
Open Mike
资料来源:《生命的化学》2006 年26 卷5 期 《比较基因组学技术手册》 制作人:姜通
比 较 基 因 组 学
①单核苷酸多态性
种内
②拷贝数多态性 ①.全基因组的比较研究
种间
②.系统发生的进化关系分析 ③.基因预测
④基因组中非编码区域的结构与功能研究
一、种内的比较基因组学 同种群体内基因组存在大量的变异和多态性,正是这种 基组序列的差异构成了不同个体与群体对疾病的易感性和 对药物与环境因子不同反组学的研究方法 比较基因组学的研究应用
比较基因组学研究方法
1. 通过基因组数据进行全局性分析
2. 通过基因组数据进行比较基因组学研究
1 通过基因组数据进行全局性分析
到2001年为止已经基本完成DNA序列分析 的各种真核生物基因组数据的比较发现, 低等真核生物如酵母、线虫以及高等植物 拟南芥,基因组比较小,基因密度比较高, 百万碱基对中含有200个或更多的基因。
研究内容:
①单核苷酸多态性
②拷贝数多态性
种内比较基因组学 ——①单核苷酸多态性
单核苷酸多态性(singlenucleotide polymorphism, SNP)是指在 基因组水平上由于单个核苷酸位置上存在转换或颠换等变 异所引起的DNA 序列多态性。
2005年2月17日公布的第一份人类基因多态性图谱是依 据基因“连锁不平衡原理”,利用基因芯片在71个欧洲裔 美国人(白色人种)、非洲裔美国人(黑色人种)和汉族华裔 美国人(黄色人种)中鉴别出了158 万个单一核苷酸变异的 DNA 位点,这个图谱将有助于预测某些疾病发生的可能性 以及施以最佳治疗方案,在实现基于基因的个体化医疗目 标的征途上走出了重要的一步。

活体成像_PPT幻灯片

活体成像_PPT幻灯片

IVIS®50 Imaging System
在波长大于600nm时,由老鼠体内发出的光是可 以穿透皮肤被检测到。
标准图像的组成
传统肿瘤模型
当前肿瘤研究的主要 方法还主要局限于肉眼 观察、处死老鼠后的肿 瘤体积测量、称重及组 织学切片观察等。
传统实验方法与活体成像方法比较
核磁共振与活体成像技术比较
荧光素酶的表达(2):细菌荧光素酶 (Photorhabdus luminescens)
Promoter luxA luxB luxC luxD luxE
luciferase Decanal发光ຫໍສະໝຸດ +FMNH2
Lux operon
活体成像系统
生物学
物理学
软件
标记基因
成像
数据分析
Living Image ®成像及数据分析软件
活体生物体内检验是生物研究的最终验证
体外试验 (In Vitro)
分子生物学技术
克隆技术
蛋白组学
体内反应 (In Vivo)
研究方法受体内环 境制约,很难准确 反映体内情况
体外检验 ( Ex Vivo)
PCR 电泳 组织病理学
等等…
活体生物体内成像
肿瘤称量 等等…
( In Vivo Imaging Technology)
1x106 ,PC-3M-Luc肿瘤细胞,皮下注射
14天 小鼠 #6 n=7
21天
28天
35天
处理方式 细胞数
无治疗对照 2.2x109
小鼠 #40 n=8 (从第11天开始给药)
小鼠 #31 n=8 (从第11天开始给药)
5- FU治疗 2.8x108
丝裂酶素治疗 3.6x106

第二十章疾病相关基因克隆

第二十章疾病相关基因克隆

连锁分析是定位疾病未知基因的常用方法
根据基因在染色体上呈直线排列,不同基因相 互连锁成连锁群的原理,即应用被定位的基因 与同一染色体上另一基因或遗传标记相连锁的 特点进行定位
三 利用生物信息数据库
电子克隆(in silico cloning)
通过已获得的序列与数据库中核酸序列及蛋白 质序列进行同源性比较,或对数据库中不同物 种的序列比较分析,拼接,预测新的全长基因等, 进而通过实验证实,从组织细胞中克隆该基因
(一)从已知蛋白质功能和结构出发克隆 疾病基因
1 依据蛋白质的氨基酸序列信息鉴定克隆 疾病相关基因
如果疾病相关的蛋白质在体内表达丰富,可分 离纯化得到一定纯度的足量蛋白质,就可用质 谱或化学方法进行氨基酸序列分析,获得全部 或部分氨基酸序列信息.色体上的候选区域 绘制目的区域的物理图谱 疾病相关基因的确定
基因定位的基本方法
体细胞杂交法(somatic cell hybridization)
又称细胞融合(cell fusion) , 是通过融合细胞 的筛查定位基因. 将来源不同(人与鼠)的两种细胞融合成一个新 细胞,在融合过程中人类染色体逐渐丢失,最后 只剩一条或数条,即可定位基因.
一 不依赖染色体定位的疾病相关基因克隆 策略 二常用策略---定位克隆 三 生物信息数据库的利用
一 不依赖染色体定位的疾病相关基因克 隆策略
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,鉴定蛋白质相关基因,进而克隆该基因 采用从蛋白质到DNA的研究路线
2 用蛋白质的特异性抗体鉴定疾病基因
获得少量低纯度的蛋白质
免疫动物获得特异性抗体
直接结合正翻译过程 中的新生肽链,获得同 中的新生肽链 获得同 时结合在核糖体上的 mRNA分子 最终克 分子,最终克 分子 隆未知基因 筛查可表达的cDNA文 文 筛查可表达的 库,筛选出可与该抗体 筛选出可与该抗体 反应的表达蛋白质的阳 性克隆,获得候选基因 性克隆 获得候选基因

利用ECLE制作核型模式图

利用ECLE制作核型模式图

步骤1:MATLAB软件的必要性 和安装方法
MATLAB是一种功能强大的数值计算和图形处理软件,它提供了丰富的绘图工 具和函数库,可以方便地用于制作分形几何图形。在制作分形几何图形之前,需 要先安装MATLAB软件。
安装MATLAB软件的方法如下: 1、从MathWorks官网下载MATLAB安装程序,并按照提示进行安装。
利用ECLE制作核型模式图的优势在于其高效性、准确性和自动化程度。相比 传统的手动操作,ECLE技术可以大大缩短制作周期,并且可以避免人为误差和主 观判断的影响。此外,ECLE技术还可以实现对复杂基因组的全面覆盖和精细解析, 使核型模式图更加准确和全面地反映染色体组型的特征。
结论
本次演示介绍了利用ECLE制作核型模式图的方法和流程,并强调了该技术在 生物信息学领域的重要性和应用前景。通过将染色体组型数据转化为可视化图像, 核型模式图可以帮助我们更好地理解染色体的结构和功能,为基因组学和医学研 究提供有力支持。随着技术的不断发展,我们有理由相信,ECLE等创新技术将在 未来为核型模式图制作带来更多突破,推动生物信息学领域的进步。个人观点和 建议
1、加强多学科合作:核型模式图制作涉及生物信息学、遗传学、细胞生物 学等多个领域的知识,需要多学科的协同合作才能进一步提高其准确性和分辨率。
2、开发更高效的算法和工具:积极开发更高效的算法和工具,以实现对基 因组数据的快速处理和分析,提升核型模式图的制作效率和质量。
参考内容
概念图思维导图是一种可视化的思维工具,能够帮助人们清晰地表达复杂的 想法和概念。通过使用图形、文字和色彩,概念图思维导图能够将抽象的思想和 观点以直观的方式呈现出来,从而帮助人们更好地理解和记忆。在本次演示中, 我们将介绍如何使用Inspiration软件来制作概念图思维导图。3、测序:利用ECLE技术对进行测序,生成高分辨率的基因组数据。

第六节目的基因的分离ppt课件

第六节目的基因的分离ppt课件

反转录PCR
反转录PCR,即RT-PCR(Reverse Transcription PCR),是将逆转录与PCR相结合的技术。可分为两步:
逆转录:引物可以是Oligo(dT)12-18或基因特异引物,模板 是总RNA或mRNA;
PCR:以mRNA逆转录合成cDNA第一条链为模板,引物 用基因特异引物或从蛋白质序列设计的简并引物群以及 Oligo(dT)12-18等。
总的提取RNA 分离纯化mRNA 逆转录合成双链的克
隆cDNA cDNA克隆
Two Libraries: cDNA Library vs Genomic Library
Genes in expression mRNA
Total Gene Chromosomal DNA
Reverse transcription
启动子:原核生物的启动子含-35序列保守区 5‘TTGACA3’提供RNA聚合酶识别的信号;-10序列保守 区5‘TATAAT3’,DNA双链从此解开双链转录。操纵子除
了启动子以外,还有一些调控转录的其他因子,如调节因 子和操纵因子等.
终止子:原核生物基因转录终止之前有一段回文序列结构,
使RNA聚合酶减缓移动或停止RNA的合成。
是某些转录调控因子结合的序列;
终止子:高等真核生物结构基因休止码序列下游有一保
守的AATAAA序列提供转录产物的释放信号;
真核生物染色图基因组的结构基因不具有SD序列区,核 糖体与转录的mRNA的结合靠mRNA 5’端添加的“帽” 结构 ;
其他类型基因组的基因组成
质粒基因组 病毒(噬菌体)基因组 线粒体基因 叶绿体基因组
二、结构基因的组成
作为一个能转录和翻译的结构基因必须包括转 录启动子、基因编码区和转录终止子。

转基因植物

转基因植物
27
Ti质粒的遗传特性及类型
Ti质粒是根癌农杆菌染色体外的遗传物质,为双股共价闭合
的环状DNA分子,其分子量为95~156×106D, 约有200kb组成。
根据其诱导的植物冠瘿瘤中所合成的冠瘿碱种类不同,Ti质粒可以被分 成四种类型: 章鱼碱型(octopine) 胭脂碱型(nopaline) 农杆碱型(agropine) 农杆菌素碱型(agrocinopine)或称琥珀碱型(succinamopine)
32
33
报告基因:
GFP(绿色荧光蛋白基因); LUC (萤火虫荧光素酶基因);
34
启动子的选择
35S, cauliflower mosaic virus 35S promoter
CaMV 35S is a strong promoter that is active in essentially all dicot plant tissues. 35
mRNA 1 mRNA 2
22
(6) 电子克隆 in silico cloning 借助于电子计算机,利用公布的核酸序列资料,进行序列的拼接 和组装最终获得完整基因序列的技术,类似于cDNA的筛选但更加 方便和快速。23
(二)目的基因重组质粒的构建
目的基因体外重组到适当的已改造的质粒中 包括保存用中间载体(大肠杆菌寄主):pBR322、pUC、 pBluescript K、pKS,pGEM-T 繁殖载体(大肠杆菌寄主): JM109, TOP10 植物转化载体(农杆菌寄主): pBI121, pCAM1001
9
First biotech plant product – Flav’r Sav’r tomato
10
我国转基因作物研究与利用概况

生物信息学

生物信息学

TBlastx 核酸
核酸
核酸序列翻译成蛋白质序列,再
和核酸数据库中的核酸序列翻
译成的蛋白质序列逐一进行比
对。
37
序列分析的目的是什么? --
为了功能的分析
--拿到一个基因/蛋白质序列, 我能做什么?
38
序列功能分析的内容
序列组成/分子量/等电点---初级分析 酶切位点分析(载体构建) 基因结构分析/启动子序列分析
20
PDB(protein data bank)
1. 目前最主要的蛋白质分子结构数据库; 2. 1970年代建立,美国Brookhaven国家实验室维护管 理; 3. 1988年,由美国RCSB(research collaboratory for structural biology)管理; 4. 以文本格式存放数据,包括原子坐标、物种来源、测 定方法、提交者信息、一级结构、二级结构等;
EMBL核酸序列数据库 由欧洲生物信息学研究所(EBI)维护的核酸序列数据构成,查 询检索可以通过通过因特网上的序列提取系统(SRS)服务完成。 数据库网址是:/embl/。
DDBJ数据库 日本DNA数据仓库(DDBJ)也是一个全面的核酸序列数据库, 与Genbank和EMBL核酸库合作交换数据。使用其主页上提供 的SRS工具进行数据检索和序列分析。 DDBJ的网址是:http://www.ddbj.nig.ac.jp/。
两条序列的相似程度的定量计算
相似度,它是两个序列的函数,其值越大,表示 两个序列越相似
两个序列之间的距离。距离越大,则两个序列的 相似度就越小
进行序列比较的方法1
通过点矩阵进行序列比较
“矩阵作图法” 或 “对角线作图”
进行序列比较的方法2
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  3. 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)。
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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