核苷酸序列分析优秀课件
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核酸序列分析PPT
.
15
应用程序
• ORF finder （/gorf/gorf.html） 简单的在线基因查找程序，可对任何序列执行6个可读框的翻译，用
户可自由选择义多肽的最小长度和所用的遗传编码规则。 主要适合寻 找基因分布密集并且无内含子的核酸序列。 • GetOrf （http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/getorf.html） • Plotorf （http://mobyle.pasteur.fr/cgi-bin/portal.py?form=plotorf） • GENSCAN商业软件
.11Βιβλιοθήκη ORF辨别的基本方法 （1） 利用编码区所具有的独特信号，比如起始密码子、终止密码子等进行
识别 ✓ 检查终止密码子的出现频率
基本思想： 如果能够找到一个比较长的序列，其相应的密码子序列不含终止密码 子，则这段序列可能就是编码区域。
基本算法： 扫描给定的DNA序列，在三个不同的阅读框中寻找较长的ORF。遇到 终止密码子以后，回头寻找起始密码子。 这种算法过于简单，不适合于处理短的ORF或者交叠的ORF。
.
12
✓ 分析各种密码子出现的频率
基本思想：
每种氨基酸是由相应个数密码子编码的，例如，亮氨酸、丙氨酸、色氨 酸分别有6个、4个和1个密码子。将一个随机均匀分布的DNA序列翻译 成氨基酸序列，理论上说各氨基酸在序列中出现的比例应该符合氨基酸 的密码子数目，如上述3种氨基酸出现的比例应该为6:4:1。但是在真实 的氨基酸序列中，上述比例并不正确，这说明DNA的编码区域并非随机。 基本算法： 假设在一条DNA序列中已经找到所有的ORF，那么可以利用密码子频率 进一步区分编码ORF和非编码ORF，利用这种方法，可以计算一个ORF 成为编码区域的可能性。
核苷酸序列
输出结果
核苷酸序列分析 ORF
启动子及转录因子结合位点分析
• 启动子(Promoter)是RNA聚合酶识别、结合并开 始转录所必需的一段DNA序列。
• 原核生物启动子序列包括：
1. CAP序列（增强聚合酶的结合和转录的起始序列，70~-40）
2. -10序列：在-4到-13bp处，有保守序列TATAAT，称为 Pribnow框，各碱基频率：T89 A89 T50 A65 A65 T100
3. -35序列：约在-35处有保守序列TTGACA, 其中TTG十 分保守，各碱基频率：T85 T83 G81 A61 C69 A52
核苷酸序列分析 ORF
启动子及转录因子结合位点分析
• 真核生物启动子是在基因转录起始位点(+1)及其5’ 上游大约100~200bp或下游100bp的一组具有独立 功能的DNA序列，包括：
核苷酸序列分析 ORF
重复序列分析
2. 中度重复序列。长10~300bp，重复10~105次， 占基因组10~40%。哺乳类中含量最多的一种 称为Alu的序列，长约300bp，重复3×105次， 在人类基因组中约占7%，功能不是很清楚。
3. 单拷贝序列。这类序列基本上不重复，占哺乳 类基因组的50%~80%，在人类基因组中约占 65%。
输出结果
GENSCAN
ggccagatgg aacatattgc tttcgggagc acaaggatcg ggtctactac gtctcggagc ggattttgaa gctgagcgag tgcttcggct acaagcagct ggtgtgcgtg ggcacctgct tcggcaagtt ctccaagacc aacaaactga agttccatat cacggcgctc tactacttgg cgccctacgc ccagtacaag gtgtgggtga agccctcctt cgagcagcag tttctctacg
核苷酸序列分析 ORF
启动子及转录因子结合位点分析
• 启动子(Promoter)是RNA聚合酶识别、结合并开 始转录所必需的一段DNA序列。
• 原核生物启动子序列包括：
1. CAP序列（增强聚合酶的结合和转录的起始序列，70~-40）
2. -10序列：在-4到-13bp处，有保守序列TATAAT，称为 Pribnow框，各碱基频率：T89 A89 T50 A65 A65 T100
3. -35序列：约在-35处有保守序列TTGACA, 其中TTG十 分保守，各碱基频率：T85 T83 G81 A61 C69 A52
核苷酸序列分析 ORF
启动子及转录因子结合位点分析
• 真核生物启动子是在基因转录起始位点(+1)及其5’ 上游大约100~200bp或下游100bp的一组具有独立 功能的DNA序列，包括：
核苷酸序列分析 ORF
重复序列分析
2. 中度重复序列。长10~300bp，重复10~105次， 占基因组10~40%。哺乳类中含量最多的一种 称为Alu的序列，长约300bp，重复3×105次， 在人类基因组中约占7%，功能不是很清楚。
3. 单拷贝序列。这类序列基本上不重复，占哺乳 类基因组的50%~80%，在人类基因组中约占 65%。
输出结果
GENSCAN
ggccagatgg aacatattgc tttcgggagc acaaggatcg ggtctactac gtctcggagc ggattttgaa gctgagcgag tgcttcggct acaagcagct ggtgtgcgtg ggcacctgct tcggcaagtt ctccaagacc aacaaactga agttccatat cacggcgctc tactacttgg cgccctacgc ccagtacaag gtgtgggtga agccctcctt cgagcagcag tttctctacg
生物信息学-第五章-核苷酸序列分析
预测工具：
GENSCAN，GENEMARK NetGene2, Splice View
基因结构分析
内含子/外显子剪切位点识别
如何分析mRNA/cDNA的外显子组成？
RNASPL（软件） 与相应的基因组序列比对，分析比对片段的 分布位置 预测工具：
Spidey，SIM4，BLAT，BLAST，FASTA
FgeneSB
Softberry
细菌
FgeneSV
Generation FGENESH+ GenomeScan
/all.htm
/generation/ /all.htm /genomescan.html
选择性剪接是调控基因表达的重要机制 了解不同物种、细胞、发育阶段、环境压力下基因 的调控表达机制
分析方法： 查询选择性剪切相关的网站 多序列比对
基因结构分析
查询选择性剪切相关的网站
从已知基因的功能推测剪切机制
/asd/index.html http://splicenest.molgen.mpg.de/ /new_alt_exon_db2/
Softberry
ORNL Softberry MIT
病毒
原核 原核 脊椎、拟南芥、玉米
GeneWise
GRAIL
/Wise2/
/grailexp/
EBI
ORNL
人、蠕虫
人、小鼠、拟南芥、果蝇
基因预测
选择物种
可同时输入多条cDNA/mRNA序列与同一条基因组序列进行分析
输入基因组序列 或序列数据库号
判断用于分析的序列间的差异， 并调整比对参数 比对阈值 选择物种
输入mRNA.txt文档中的 6条序列
基因工程的主要技术与原理-核苷酸序列分析53页PPT
基因工程的主要技术与原理-核苷酸序 列分析
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
ห้องสมุดไป่ตู้
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
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核酸序列分析ppt课件
第一节 核酸序列的检索
一、 Entrez检索系统
(/sites/gquery?itool=toolbar)
二、 SRS 检索系统
()
三、DBGET/LinkDB检索
第二节 核酸序列的基本分析
一、 分子质量、碱基组成、碱基分布
/unigene
二、基因的电子定位分析
通过序列标签位点（STS）定位 通过UniGene/RH技术定位 利用基因组序列定位
1. 利用STS数据库进行定位
利用NCBI的电子PCR资源
（/sutils/e-pcr/forward.cgi）
()
四、克隆测序的分析
1. 测序峰图的查看
澳大利亚Conor McCarthy开发的Chromas.exe程序， 且BioEdit软件和DNAMAN软件都可以查看。
2. 核酸测序载体序列的识别与去除
测序克隆被宿主菌核酸序列污染，或目的克隆 来自于宿主菌，可通过Blastn直接对GenBank或 EMBL数据库进行相似性分析进行判断。
核酸序列分析
核酸序列分析是生物信息学应用中的一个重 要方面，一般包括：DNA碱基组成、密码子的偏 向、内部重复序列、特殊位点（限制性位点及转 录、翻译和表达调控相关信号）、编码区分析、 一二级结构等。
第一节 核酸序列的检索 第二节 核酸序列的基本分析 第三节 核酸序列的电子延伸 第四节 基因的电子表达、定位分析 第五节 基因识别 第六节 核酸序列的提交
终止密码子（TGA、TAA或TAG）数量较少； ORF达到一定的长度； 密码子使用的偏好性，第3个碱基G/C出现的频率较高； 与已知基因比较有序列相似性； 与模板序列的模式相匹配可能指示功能性位点的位置。
编码区的一些信号：
基因工程(基因工程的主要技术与原理-核苷酸序列分析)课件
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
核心原理：
利用特定的化学试剂对不同碱基进行特异 性切割。
硫酸二甲酯： 哌啶甲酸： 肼+NaCl： 肼：
G G和A C T和C
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
5′ 3′
G A+G
3′ 5′
待测DNA
放射性标记5′末端 R
限制性酶切
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
(二) 序列分析的基本步骤
模板变性(dnature template)：将待测DNA模板 与引物混合，通过加热使模板变性； 退火(annealing)：将变性的模板与引物混合物 缓慢降温，使引物与模板结合；
3. 分离：通过凝胶电泳分离片段群；
4. 推导：再经放射线自显影，确定各片段末端碱基， 从而得出目的DNA的碱基序列。
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
凝胶电泳分离，放射线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ显影分析
G A+G C+T C 3′
5′ 5′ C T T基因T工T程(基T因T工程G的G主要G技术C与原T理T- A G C 3′
通过凝胶电泳分离，放射自显影确定DNA片段 末端的碱基，进而推断DNA的核苷酸序列。
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
5´ 3´
5´ 3´
5´ 3´
正常的DNA合成反应基因工程(基因工程d的dN主T要P技掺术与入原到理-DNA合成反应后导致反应终止
核苷酸序列分析)
基于双脱氧核苷酸的这种特性，Sanger于 1977年建立了以双脱氧链终止反应为基础来 测定DNA序列的方法；
该方法以待测DNA为模板，在DNA聚合酶的 催化作用下合成新的DNA链；
核心原理：
利用特定的化学试剂对不同碱基进行特异 性切割。
硫酸二甲酯： 哌啶甲酸： 肼+NaCl： 肼：
G G和A C T和C
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
5′ 3′
G A+G
3′ 5′
待测DNA
放射性标记5′末端 R
限制性酶切
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
(二) 序列分析的基本步骤
模板变性(dnature template)：将待测DNA模板 与引物混合，通过加热使模板变性； 退火(annealing)：将变性的模板与引物混合物 缓慢降温，使引物与模板结合；
3. 分离：通过凝胶电泳分离片段群；
4. 推导：再经放射线自显影，确定各片段末端碱基， 从而得出目的DNA的碱基序列。
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
凝胶电泳分离，放射线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ显影分析
G A+G C+T C 3′
5′ 5′ C T T基因T工T程(基T因T工程G的G主要G技术C与原T理T- A G C 3′
通过凝胶电泳分离，放射自显影确定DNA片段 末端的碱基，进而推断DNA的核苷酸序列。
基因工程(基因工程的主要技术与原理核苷酸序列分析)
5´ 3´
5´ 3´
5´ 3´
正常的DNA合成反应基因工程(基因工程d的dN主T要P技掺术与入原到理-DNA合成反应后导致反应终止
核苷酸序列分析)
基于双脱氧核苷酸的这种特性，Sanger于 1977年建立了以双脱氧链终止反应为基础来 测定DNA序列的方法；
该方法以待测DNA为模板，在DNA聚合酶的 催化作用下合成新的DNA链；
第08章核苷酸讲义PPT课件
IMP
XMP GMP GDP GTP
_
腺苷酸代
AMP
IMP
琥珀酸
GTP
+
XMP _ATP
+GMP
ADP GDP
ATP GTP
目录
（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径
•定义
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过 简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为 补救合成（或重新利用）途径。
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19 目 录
•参与补救合成的酶
嘌呤类似物 氨基酸类似物 叶酸类似物
6-巯基嘌呤
氮杂丝氨酸等 氨蝶呤
6-巯基鸟嘌呤
氨甲蝶呤等
8-氮杂鸟嘌呤等
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26 目 录
• 6-巯基嘌呤的结构
次黄嘌呤 (H)
6-巯基嘌呤 (6-MP)
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27 目 录
= =
= =
PRPP
谷氨酰胺 （Gln）
=
6-MP
PRA 氮杂丝氨酸
6-MP
PRPP PPi
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能 进行补救合成。
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22 目 录
（三）嘌呤核苷酸的相互转变
AMP
腺苷酸代 琥珀酸
NH3
IMP
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GMP XMP
23 目 录
（四） 脱氧核糖核苷酸的生成
在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）
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24 目 录
脱氧核苷酸的生成
核糖核苷酸还原酶，Mg2+
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3 目录
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)
AMP
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4 目录
第一节
2024版《生物化学》课件第八章核苷酸
《生物化学》课件第八章核苷酸目录•核苷酸概述与结构•核酸的理化性质与合成•DNA复制与修复机制•RNA转录后加工与修饰•核酸降解与代谢途径•核苷酸在生物技术应用中的研究进展01核苷酸概述与结构核苷酸定义及作用01核苷酸是核酸的基本组成单位，由磷酸、五碳糖和含氮碱基三部分组成。
02在生物体内，核苷酸具有多种生物学功能，如作为遗传信息的携带者、参与蛋白质合成、作为能量储存和转移分子等。
结构组成与分类核苷酸的结构包括磷酸基团、五碳糖和含氮碱基。
其中，五碳糖包括核糖和脱氧核糖两种，含氮碱基包括嘌呤和嘧啶两类。
根据五碳糖的不同，核苷酸可分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类。
根据含氮碱基的不同，核苷酸又可分为腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸等。
核苷酸通过不同的排列组合方式，构成了生物体的遗传物质DNA 和RNA ，从而实现了遗传信息的传递和表达。
遗传信息的携带者在蛋白质合成过程中，mRNA 作为模板指导氨基酸的排列顺序，tRNA 则携带特定的氨基酸到核糖体上进行合成。
参与蛋白质合成ATP 是生物体内最重要的能量储存和转移分子，通过水解或合成反应释放或储存能量，从而维持生物体的正常生理功能。
能量储存和转移分子环核苷酸如cAMP 和cGMP 等作为第二信使参与细胞信号传导过程，调节细胞的代谢、生长和分化等。
细胞信号传导生物学意义及功能02核酸的理化性质与合成溶解性核酸可溶于水，微溶于乙醇，不溶于有机溶剂。
紫外吸收核酸在240-290nm波长范围内有强烈的紫外吸收，其最大吸收值在260nm附近。
变性、复性与杂交核酸在加热、极端pH、有机溶剂等条件下可发生变性，解离成单链；去除变性条件后，互补单链可重新结合，称为复性；不同来源的核酸单链只要序列互补也可复性，称为杂交。
酸碱性核酸在酸碱环境下可发生水解，生成磷酸、戊糖和含氮碱基。
核酸的理化性质核酸的合成途径DNA的生物合成包括DNA的复制和逆转录过程，其中DNA复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，逆转录则是以RNA为模板合成cDNA的过程。
核苷酸序列分析精品PPT课件
FGENESH+ /++
GenomeScan GeneWise
GRAIL
BCM Gene Finder
/GENSCAN.html /genemark/ /GeneMark/ /tools/genefinder/（Dr. Michael Zhang ） /all.htm /tdb/glimmerm/glmr_form.html
Web
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• 预测ORF的方法都是针对特定物种而设计的 ，如GENSCAN最初是针对人类的，后扩展 对脊椎动物、果蝇、拟南芥、玉米基因的预 测。
• GlimerM适于恶性疟原虫、拟南芥、曲霉菌 和水稻
• 对mRNA, cDNA, EST, 宜用GetOrf, ORF Finder, Plotorf, BestORF 等
1. 第4位的偏好碱基为G; 2. ATG的5’端的15bp范围内的侧翼序列内不含碱基T; 3. 第3、6、9位G为偏好碱基； 4. 除第3、6、9位，在整个侧翼序列区中，C为偏好碱基
。
核苷酸序列分析 ORF Getorf
Plotorf
基因开放阅读框/基因结构分析识别工具
http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/getorf.html http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/plotorf.html
• 由于大量重复序列影响序列分析，因此在对真核 基因分析前，最好把重复序列屏蔽掉。
/cgi-bin/WEBRepeatMasker
Arabidopsis thaliana chromosome 2, part sequence (NC_003071.1) Output
GenomeScan GeneWise
GRAIL
BCM Gene Finder
/GENSCAN.html /genemark/ /GeneMark/ /tools/genefinder/（Dr. Michael Zhang ） /all.htm /tdb/glimmerm/glmr_form.html
Web
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• 预测ORF的方法都是针对特定物种而设计的 ，如GENSCAN最初是针对人类的，后扩展 对脊椎动物、果蝇、拟南芥、玉米基因的预 测。
• GlimerM适于恶性疟原虫、拟南芥、曲霉菌 和水稻
• 对mRNA, cDNA, EST, 宜用GetOrf, ORF Finder, Plotorf, BestORF 等
1. 第4位的偏好碱基为G; 2. ATG的5’端的15bp范围内的侧翼序列内不含碱基T; 3. 第3、6、9位G为偏好碱基； 4. 除第3、6、9位，在整个侧翼序列区中，C为偏好碱基
。
核苷酸序列分析 ORF Getorf
Plotorf
基因开放阅读框/基因结构分析识别工具
http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/getorf.html http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/plotorf.html
• 由于大量重复序列影响序列分析，因此在对真核 基因分析前，最好把重复序列屏蔽掉。
/cgi-bin/WEBRepeatMasker
Arabidopsis thaliana chromosome 2, part sequence (NC_003071.1) Output
8 第八章 核苷酸代谢PPT课件
组织器官：脑、骨髓 部位： 胞液
15
❖途径： 1. 利用现成的嘌呤碱和PRPP合成
2. 利用嘌呤核苷合成
16
生理意义：
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸 的消耗。
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补 救合成。
缺陷病——自毁容貌症（*HGPRT完全缺陷）
17
Lesch-Nyhan综合症（Lesch-Nyhan ）
（黄嘌呤核苷酸）
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
10
11
P208
头顶二氧碳； 2、8一碳团； 甘氨中间坐； 3、9谷酰胺； 天冬一边站； 合成嘌呤环。
*嘌呤环从头合成各原子来源 12
13
*嘌呤核苷酸的合成要点
1. 原子的来源
PRPP为5-磷酸核糖的供体
37
38
二 嘧啶的分解代谢
部位：肝脏 原料：胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶 产物： NH3、CO2、-丙氨酸、 -氨基异丁酸 代谢特点：开环
39
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
β β
40
嘌呤和嘧啶核苷酸合成的区别
合成部位 特点 起点 原料
核苷酸代谢
Metabolism of nucleotides
1
整体概况
+ 概况1
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概况2
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况3
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
2
核苷酸是核酸的基本结构单位。主要有8种：
dAMP
dGMP DNA—dNTP—
也称之自毁容貌症，是 由于次黄嘌呤-鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶的遗传 缺陷引起的。缺乏该酶 使得次黄嘌呤和鸟嘌呤 不能转换为IMP和GMP， 而是降解为尿酸，过量 尿酸将导致LeschNyhan综合症。
15
❖途径： 1. 利用现成的嘌呤碱和PRPP合成
2. 利用嘌呤核苷合成
16
生理意义：
补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸 的消耗。
体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补 救合成。
缺陷病——自毁容貌症（*HGPRT完全缺陷）
17
Lesch-Nyhan综合症（Lesch-Nyhan ）
（黄嘌呤核苷酸）
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
10
11
P208
头顶二氧碳； 2、8一碳团； 甘氨中间坐； 3、9谷酰胺； 天冬一边站； 合成嘌呤环。
*嘌呤环从头合成各原子来源 12
13
*嘌呤核苷酸的合成要点
1. 原子的来源
PRPP为5-磷酸核糖的供体
37
38
二 嘧啶的分解代谢
部位：肝脏 原料：胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶 产物： NH3、CO2、-丙氨酸、 -氨基异丁酸 代谢特点：开环
39
二、嘧啶核苷酸的分解代谢
β β
40
嘌呤和嘧啶核苷酸合成的区别
合成部位 特点 起点 原料
核苷酸代谢
Metabolism of nucleotides
1
整体概况
+ 概况1
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概况3
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2
核苷酸是核酸的基本结构单位。主要有8种：
dAMP
dGMP DNA—dNTP—
也称之自毁容貌症，是 由于次黄嘌呤-鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶的遗传 缺陷引起的。缺乏该酶 使得次黄嘌呤和鸟嘌呤 不能转换为IMP和GMP， 而是降解为尿酸，过量 尿酸将导致LeschNyhan综合症。
生物化学教学课件-第十章 核苷酸 50页PPT文档
目录
2、AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
目录
一磷酸核苷P ADP
一磷酸核苷激酶
二磷酸核苷激酶
GMP
GDP
GTP
ATP ADP
ATP ADP
目录
• 嘌呤核苷酸从头合成特点
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 • IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成各需1个ATP。
氨基甲酸天冬氨酸
- 嘌呤核苷酸
PRPPP合R成P酶P ATP + 5-磷酸核糖
UMP
-
嘧啶核苷酸
UTP CTP
目录
（二） 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 嘧啶核苷酸 + PPi
对尿嘧啶、胸腺嘧啶、乳清酸作为底物，对胞嘧啶不起作用
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
• 定义
嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核 糖、氨基酸及二氧化碳等简单物质为原料， 经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途 径。
• 合成部位
主要是肝细胞, 胞液
目录
•嘧啶合成的元素来源
氨基甲 酰磷酸
天冬氨酸
2,3来源于氨基甲酰磷酸 1,4,5,6来源于天冬氨酸
目录
• 合成过程
1. 尿嘧啶核苷酸的合成
目录
•从头合成的调节
调节方式：反馈调节和交叉调节
__
_
+
+
R-5-P PRPP合成酶 酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
2、AMP和GMP的生成
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶
②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
目录
一磷酸核苷P ADP
一磷酸核苷激酶
二磷酸核苷激酶
GMP
GDP
GTP
ATP ADP
ATP ADP
目录
• 嘌呤核苷酸从头合成特点
• 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 • IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成各需1个ATP。
氨基甲酸天冬氨酸
- 嘌呤核苷酸
PRPPP合R成P酶P ATP + 5-磷酸核糖
UMP
-
嘧啶核苷酸
UTP CTP
目录
（二） 嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶 + PRPP 嘧啶磷酸核糖转移酶 嘧啶核苷酸 + PPi
对尿嘧啶、胸腺嘧啶、乳清酸作为底物，对胞嘧啶不起作用
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
• 定义
嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核 糖、氨基酸及二氧化碳等简单物质为原料， 经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途 径。
• 合成部位
主要是肝细胞, 胞液
目录
•嘧啶合成的元素来源
氨基甲 酰磷酸
天冬氨酸
2,3来源于氨基甲酰磷酸 1,4,5,6来源于天冬氨酸
目录
• 合成过程
1. 尿嘧啶核苷酸的合成
目录
•从头合成的调节
调节方式：反馈调节和交叉调节
__
_
+
+
R-5-P PRPP合成酶 酰胺转移酶
PRPP
_PRA
ATP
_
腺苷酸代 琥珀酸
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• 为构建融合蛋白的表达载体，需要对RGDV S8片断的基因 序列（GenBank登陆号：AY216767）进行ORF分析并确定 其位置，为设计表达引物提供信息.
• 预测ORF的方法有两类：基于统计分析和模式识别 （如GENS同源比对。
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• Kozak规则: ORF中起始密码子ATG前后的碱基具 有特定的偏好性。若将第一个ATG中的碱基分别标 为1、2、3位，则Kozak规则可描述如下：
1. 第4位的偏好碱基为G; 2. ATG的5’端的15bp范围内的侧翼序列内不含碱基T; 3. 第3、6、9位G为偏好碱基； 4. 除第3、6、9位，在整个侧翼序列区中，C为偏好碱基。
核苷酸序列分析 ORF Getorf
Plotorf
基因开放阅读框/基因结构分析识别工具
http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/getorf.html http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/plotorf.html
核苷酸序列分析
核苷酸序列分析
重复序列分析 开放读码框（open reading frame, ORF)的识别 基因结构分析
内含子/外显子剪切位点识别 选择性剪切分析 CpG 岛的识别 核心启动子/转录因子结合位点/转录启始位 点的识别 转录终止信号的预测 GC含量/密码子偏好性分析
核苷酸序列分析 ORF
核苷酸序列分析 ORF
重复序列分析
2. 中度重复序列。长10~300bp，重复10~105次， 占基因组10~40%。哺乳类中含量最多的一种 称为Alu的序列，长约300bp，重复3×105次， 在人类基因组中约占7%，功能不是很清楚。
3. 单拷贝序列。这类序列基本上不重复，占哺乳 类基因组的50%~80%，在人类基因组中约占 65%。
/all.htm
/generation/ r.it/~webgene/genebuilder.html /all.htm /genomescan.html /Software/Wise2/
Web
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• 预测ORF的方法都是针对特定物种而设计的， 如GENSCAN最初是针对人类的，后扩展对 脊椎动物、果蝇、拟南芥、玉米基因的预测。
• GlimerM适于恶性疟原虫、拟南芥、曲霉菌 和水稻
• 对mRNA, cDNA, EST, 宜用GetOrf, ORF Finder, Plotorf, BestORF 等
重复序列分析
• 原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个 拷贝外，重复序列（repetitive sequences） 不多。
• 哺乳动物基因组中则存在大量重复序列， 分为3类：
1. 高度重复序列。一般较短，长10~300bp，重复 106次左右，占基因组10%~60%，在人类基因 组中约占20%，功能还不明确。
/grailexp/
/seq-search/genesearch.html
Web/Linux
Web
Web Web/Linux Linux
Web
Web Web Web/Linux Web Web Web/Linux/ Windows
核苷酸序列分析
ORF 应用ORF Finder预测水稻瘤矮病毒 （RGDV）S8片断的ORF
• ORF Finder: /gorf/gorf.html
• 水稻瘤矮病毒(rice gall dwarf virus, RGDV)引起的水稻瘤矮 病是中国及东南亚国家水稻上的一种重要病毒病害.
FGENESH+ /++
GenomeScan GeneWise
GRAIL
BCM Gene Finder
/GENSCAN.html /genemark/ /GeneMark/ /tools/genefinder/（Dr. Michael Zhang ） /all.htm /tdb/glimmerm/glmr_form.html
ORF Finder /gorf/gorf.html
BestORF /all.htm
Web/Linux Web/Linux Web Web
GENSCAN
GeneMark
Gene Finder FGENESH GlimmerM FgeneSB/ FgeneSV Generation GeneBuilder
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• 开放读码框（open reading frame, ORF)
是一段起始密码子(ATG)和终止密码子(TAA, TAG, TGA)之间的碱基序列
• ORF 是潜在的蛋白质编码区
• 原核生物中多数基因的编码序列在100氨基酸以上； 真核生物的编码区由内含子和外显子组成，其外显 子的平均长度约为50个氨基酸。
• 由于大量重复序列影响序列分析，因此在对真核 基因分析前，最好把重复序列屏蔽掉。
/cgi-bin/WEBRepeatMasker
Arabidopsis thaliana chromosome 2, part sequence (NC_003071.1) Output
• 预测ORF的方法有两类：基于统计分析和模式识别 （如GENS同源比对。
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• Kozak规则: ORF中起始密码子ATG前后的碱基具 有特定的偏好性。若将第一个ATG中的碱基分别标 为1、2、3位，则Kozak规则可描述如下：
1. 第4位的偏好碱基为G; 2. ATG的5’端的15bp范围内的侧翼序列内不含碱基T; 3. 第3、6、9位G为偏好碱基； 4. 除第3、6、9位，在整个侧翼序列区中，C为偏好碱基。
核苷酸序列分析 ORF Getorf
Plotorf
基因开放阅读框/基因结构分析识别工具
http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/getorf.html http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/plotorf.html
核苷酸序列分析
核苷酸序列分析
重复序列分析 开放读码框（open reading frame, ORF)的识别 基因结构分析
内含子/外显子剪切位点识别 选择性剪切分析 CpG 岛的识别 核心启动子/转录因子结合位点/转录启始位 点的识别 转录终止信号的预测 GC含量/密码子偏好性分析
核苷酸序列分析 ORF
核苷酸序列分析 ORF
重复序列分析
2. 中度重复序列。长10~300bp，重复10~105次， 占基因组10~40%。哺乳类中含量最多的一种 称为Alu的序列，长约300bp，重复3×105次， 在人类基因组中约占7%，功能不是很清楚。
3. 单拷贝序列。这类序列基本上不重复，占哺乳 类基因组的50%~80%，在人类基因组中约占 65%。
/all.htm
/generation/ r.it/~webgene/genebuilder.html /all.htm /genomescan.html /Software/Wise2/
Web
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• 预测ORF的方法都是针对特定物种而设计的， 如GENSCAN最初是针对人类的，后扩展对 脊椎动物、果蝇、拟南芥、玉米基因的预测。
• GlimerM适于恶性疟原虫、拟南芥、曲霉菌 和水稻
• 对mRNA, cDNA, EST, 宜用GetOrf, ORF Finder, Plotorf, BestORF 等
重复序列分析
• 原核基因组中除rRNA、tRNA基因有多个 拷贝外，重复序列（repetitive sequences） 不多。
• 哺乳动物基因组中则存在大量重复序列， 分为3类：
1. 高度重复序列。一般较短，长10~300bp，重复 106次左右，占基因组10%~60%，在人类基因 组中约占20%，功能还不明确。
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核苷酸序列分析
ORF 应用ORF Finder预测水稻瘤矮病毒 （RGDV）S8片断的ORF
• ORF Finder: /gorf/gorf.html
• 水稻瘤矮病毒(rice gall dwarf virus, RGDV)引起的水稻瘤矮 病是中国及东南亚国家水稻上的一种重要病毒病害.
FGENESH+ /++
GenomeScan GeneWise
GRAIL
BCM Gene Finder
/GENSCAN.html /genemark/ /GeneMark/ /tools/genefinder/（Dr. Michael Zhang ） /all.htm /tdb/glimmerm/glmr_form.html
ORF Finder /gorf/gorf.html
BestORF /all.htm
Web/Linux Web/Linux Web Web
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GeneMark
Gene Finder FGENESH GlimmerM FgeneSB/ FgeneSV Generation GeneBuilder
核苷酸序列分析 ORF
开放读码框的识别
• 开放读码框（open reading frame, ORF)
是一段起始密码子(ATG)和终止密码子(TAA, TAG, TGA)之间的碱基序列
• ORF 是潜在的蛋白质编码区
• 原核生物中多数基因的编码序列在100氨基酸以上； 真核生物的编码区由内含子和外显子组成，其外显 子的平均长度约为50个氨基酸。
• 由于大量重复序列影响序列分析，因此在对真核 基因分析前，最好把重复序列屏蔽掉。
/cgi-bin/WEBRepeatMasker
Arabidopsis thaliana chromosome 2, part sequence (NC_003071.1) Output