核苷酸序列分析优秀课件
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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
http://grail.lsd.ornl.gov/grailexp/
http://searchlauncher.bcm.tmc.edu/seq-search/genesearch.html
Web/Linux
Web
Web Web/Linux Linux
Web
Web Web Web/Linux Web Web Web/Linux/ Windows
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
ORF Finder http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html
BestORF http://www.softberry.com/all.htm
Web/Linux Web/Linux Web Web
GENSCAN
GeneMark
Gene Finder FGENESH GlimmerM FgeneSB/ FgeneSV Generation GeneBuilder
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。
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 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。
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: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/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.
http://www.softbቤተ መጻሕፍቲ ባይዱrry.com/all.htm
http://compbio.ornl.gov/generation/ http://l25.itba.mi.cnr.it/~webgene/genebuilder.html http://www.softberry.com/all.htm http://genes.mit.edu/genomescan.html http://www.sanger.ac.uk/Software/Wise2/
FGENESH+ /++
GenomeScan GeneWise
GRAIL
BCM Gene Finder
http://genes.mit.edu/GENSCAN.html http://www.ebi.ac.uk/genemark/ http://opal.biology.gatech.edu/GeneMark/ http://rulai.cshl.org/tools/genefinder/（Dr. Michael Zhang ） http://www.softberry.com/all.htm http://www.tigr.org/tdb/glimmerm/glmr_form.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。
http://www.repeatmasker.org/cgi-bin/WEBRepeatMasker
Arabidopsis thaliana chromosome 2, part sequence (NC_003071.1) Output
• 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.
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%。
• 预测ORF的方法有两类：基于统计分析和模式识别 （如GENSCAN, GeneMark, GRAIL II 等），基于 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：
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
http://grail.lsd.ornl.gov/grailexp/
http://searchlauncher.bcm.tmc.edu/seq-search/genesearch.html
Web/Linux
Web
Web Web/Linux Linux
Web
Web Web Web/Linux Web Web Web/Linux/ Windows
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
ORF Finder http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html
BestORF http://www.softberry.com/all.htm
Web/Linux Web/Linux Web Web
GENSCAN
GeneMark
Gene Finder FGENESH GlimmerM FgeneSB/ FgeneSV Generation GeneBuilder
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。
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 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。
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: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/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.
http://www.softbቤተ መጻሕፍቲ ባይዱrry.com/all.htm
http://compbio.ornl.gov/generation/ http://l25.itba.mi.cnr.it/~webgene/genebuilder.html http://www.softberry.com/all.htm http://genes.mit.edu/genomescan.html http://www.sanger.ac.uk/Software/Wise2/
FGENESH+ /++
GenomeScan GeneWise
GRAIL
BCM Gene Finder
http://genes.mit.edu/GENSCAN.html http://www.ebi.ac.uk/genemark/ http://opal.biology.gatech.edu/GeneMark/ http://rulai.cshl.org/tools/genefinder/（Dr. Michael Zhang ） http://www.softberry.com/all.htm http://www.tigr.org/tdb/glimmerm/glmr_form.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。
http://www.repeatmasker.org/cgi-bin/WEBRepeatMasker
Arabidopsis thaliana chromosome 2, part sequence (NC_003071.1) Output
• 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.
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%。
• 预测ORF的方法有两类：基于统计分析和模式识别 （如GENSCAN, GeneMark, GRAIL II 等），基于 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：