生物信息学生物信息学软件ppt课件

生物信息学软件介绍生物信息学软件介绍1 1生物信息学将传统科学的生物信息学将传统科学的“二元研究二元研究”分化为分化为“三足鼎立三足鼎立”状态状态。理论理论实验实验理论理论传统实验传统实验计算机实验计算机实验生物信息学生物信息学生物信息学的几个层次生物信息学的几个层次方法学研究方法学研究生物学，生物信息学，数学，生物学，生物信息学，数学，物理学，化学，计算机科学物理学，化学，计算机科学专业软件的应用研究专业软件的应用研究主要是生物信息学，生物学，主要是生物信息学，生物学，化学，计算机科学化学，计算机科学实验工作者的应用实验工作者的应用主要是生物学，计算机科学，主要是生物学，计算机科学，生物信息学的基本概念生物信息学的基本概念充分利用已有的生物信息学工具软件生物信息学软件生物信息学软件核酸序列分析（核酸序列分析（序列同源性比较，分子进化树构建，结构信息序列同源性比较，分子进化树构建，结构信息分析等）分析等）蛋白质序列分析（序列同源性比较，结构信息分析等）蛋白质序列分析（序列同源性比较，结构信息分析等）基因或蛋白质芯片信息分析基因或蛋白质芯片信息分析分子进化及系统发育分析分子进化及系统发育分析基因组多态性分析基因组多态性分析基因表达及蛋白质调控分析基因表达及蛋白质调控分析文本信息挖掘分析文本信息挖掘分析引物或者探针设计分析引物或者探针设计分析文献管理分析文献管理分析4 4一、核酸序列分析一、核酸序列分析5 5核酸序列分析核酸序列分析 序列同源性比较序列同源性比较:同源序列是指从某一共同祖先经过趋异进化而形成的不同序列。相似性是指序列比对过程中检测序列和目标序列之间相同碱基或氨基酸残基序列所占比例的大小。6 6核酸序列分析核酸序列分析分子进化树构建分子进化树构建:以不同物种的分子数据(如DNA)为依据构建的进化树。7 7核酸序列分析核酸序列分析核苷酸含量及密码子的运算密码子是指三联体核苷酸，代表一个氨基酸或者翻译终止信号。MEGA对 DNA 序列4 种核苷酸及密码子统计结果8 8核酸结构信息分析核酸结构信息分析启动子查询：启动子启动子是位于结构基因5端上游的一段DNA序列，能够指导全酶(holoenzyme)同模板正确结合，活化RNA聚合酶，启动基因转录。OMIGA线性查看功能区域9 9核酸结构信息分析核酸结构信息分析结构信息分析开放阅读框（开放阅读框（ORFORF）：）：开放读码框是从一个起始密码子开始到一个终止密码子结束的一段序列。CDS：外显子：OMIGA 环行查看ORFOMIGA 线形查看ORF1010核酸结构信息分析核酸结构信息分析酶切点：DNA上一段碱基的特定序列，限制性内切酶能够识别出这个序列并在此将DNA酶切成两段。OMIGA 线形查看酶切位点1111核酸结构信息分析核酸结构信息分析RNA二级结构预测：RNA二级结构是指RNA分子中有以氢键联接碱基（A对U；G对C）形成的二级结构。热力学曲线二级结构图RNAdraw 进行RNA 二级结构预测1212二、蛋白质序列分析二、蛋白质序列分析1313蛋白质序列分析蛋白质序列分析序列同源性比较CLUSTALX进行蛋白质同源性比对1414蛋白质结构信息分析蛋白质结构信息分析二级结构预测ANTHEPROT进行蛋白质结构预测进行蛋白质结构预测H 代表螺旋，图中表示为蓝色；E 代表折叠，图中表示为橙色；T 代表转角，图中表示为绿色；C 代表其它松散结构，图中表示为黑色。1515蛋白质结构信息分析蛋白质结构信息分析氨基酸残基组成ANTHEPROT进行进行氨基酸残基计算1616蛋白质结构信息分析蛋白质结构信息分析计算蛋白序列滴定曲线与等电点滴定曲线：滴定曲线：表示滴定过程中溶液PH溶液随标准溶液用量变化而变化的曲线。等电点：等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，所带净电荷为零，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。ANTHEPROT进行进行滴定曲线与等电点残基计算1717蛋白质结构信息分析蛋白质结构信息分析进行潜在的信号肽与断裂位点预测1818三、基因或蛋白质芯片信息分析三、基因或蛋白质芯片信息分析1919基因或蛋白质芯片信息分析基因或蛋白质芯片信息分析芯片探针设计（芯片探针设计（Array Designer Array Designer）芯片阅读图像分析软件芯片阅读图像分析软件（ScanAlyze）基因芯片数据分析软件基因芯片数据分析软件（基于（基于R语言的语言的Bioconductor)2020表达芯片数据分析软件包表达芯片数据分析软件包B BIOCONDUCTORIOCONDUCTOR聚类分析聚类分析2121四、分子进化及系统发育分析四、分子进化及系统发育分析2222分子进化及系统发育分析分子进化及系统发育分析CLUSTALX+PHYLIP+Tree PreviewMEGA构建进化树CLUSTALX+MEGA序序列列对对比比的的统统计计分分析析2323分子进化及系统发育分析分子进化及系统发育分析CLUSTALX+PAUP+tree viewCLUSTALX+PAUP+tree view +选择类型分析（选择类型分析（PAMLPAML）CLUSTALX+CLUSTALX+mrbayesmrbayes+tree view+tree viewModeltest：模型检验：模型检验2424五、基因组多态性分析五、基因组多态性分析 2525基因组多态性内容基因组多态性内容基因组多态性：基因组多态性：2626基因组多态性分析基因组多态性分析haploview+PLINK+PHASE连锁分析连锁分析关联分析关联分析单体型推断单体型推断2727基因组多态性分析基因组多态性分析2828基因组多态性分析基因组多态性分析PLINK+HAPLOVIEW2929六、基因表达及蛋白质调控分析基因表达及蛋白质调控分析3030基因表达及蛋白质调控分析基因表达及蛋白质调控分析DAVID网站中的KEGG库果糖和甘露糖代谢通路3131基因表达及蛋白质调控分析基因表达及蛋白质调控分析CYTOSCAPE：具有收集已经确认的蛋白质或者基因间的互作信息，可以构建网络图。3232七、文本信息挖掘分析七、文本信息挖掘分析3333文本信息挖掘分析文本信息挖掘分析3434 生物信息学软件主要功能1.1.分析和处理实验数据和公共数据，加快研究进度，缩分析和处理实验数据和公共数据，加快研究进度，缩短科研时间短科研时间 核酸和蛋白质序列分析、基因组多态分析、芯片数据分析等。2.2.实验数据的自动化管理实验数据的自动化管理 实验室结果的储存、管理和申报工作；从网络数据库获得的序列文件3535 生物信息学软件主要功能生物信息学软件主要功能3.3.提示、指导、替代实验操作，利用对实验数据的分析提示、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所得的结论设计下一阶段的实验 用软件设计PCR引物，测序引物或杂交探针；设计克隆策略，构建载体；做模拟电泳实验，即模拟核酸内切酶或内肽酶对相应的底物分子切割后的电泳行为；蛋白跨膜区域分析，信号肽潜在断裂点预测。36364.4.寻找、预测新基因及其结构、功能寻找、预测新基因及其结构、功能 对CDS（Coding Sequence）蛋白编码区的预测准确率已达到90%以上。5.5.蛋白质高级结构及功能预测蛋白质高级结构及功能预测目前很多的网站数据库备有对蛋白质的预测模块。生物信息学软件主要功能生物信息学软件主要功能3737下期预告下期预告 Primer 5.03838