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1、生物信息学实验讲义广东药学院生命科学与生物制药学院二○一一年三月28第页目录实验1.生物信息学数据库与软件搜索……………………………1实验2.核酸序列的检索……………………………………………2实验3.核酸序列分析………………………………………………3实验4.多重序列比对及系统发生树的构建………………………5实验5.PCR引物设计及评价………………………………………7实验6.蛋白质序列分析和结构预测………………………………928第页实验一生物信息学数据库和软件的搜索【实验目的】熟练掌握上网搜索生物信息学数据库和软件的方法及技能
2、。【实验内容】1、搜索生物信息学数据库或者软件数据库是生物信息学的主要内容，各种数据库几乎覆盖了生命科学的各个领域。核酸序列数据库有GenBank,EMBL,DDB等，蛋白质序列数据库有SWISS-PROT,PIR,OWL,NRL3D,TrEMBL等，蛋白质片段数据库有PROSITE,BLOCKS,PRINTS等，三维结构数据库有PDB,NDB,BioMagResBank,CCSD等，与蛋白质结构有关的数据库还有SCOP,CATH,FSSP,3D-ALI,DSSP等，与基因组有关的数据库还有ESTdb,OMIM,GDB,GS
3、DB等，文献数据库有Medline,Uncover等。另外一些公司还开发了商业数据库,如MDL等。生物信息学数据库覆盖面广，分布分散且格式不统一,因此一些生物计算中心将多个数据库整合在一起提供综合服务，如EBI的SRS(SequenceRetrievalSystem)包含了核酸序列库、蛋白质序列库，三维结构库等30多个数据库及CLUSTALW、PROSITESEARCH等强有力的搜索工具，用户可以进行多个数据库的多种查询。 2、搜索生物信息学软件生物信息学软件的主要功能有：分析和处理实验数据和公共数据，加快研究进度，缩短科研
4、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；寻找、预测新基因及预测其结构、功能；蛋白高级结构预测。如：核酸序列分析软件BioEdit、DNAClub等；序列相似性搜索BLAST；多重系列比对软件Clustalx；系统进化树的构建软件Phylip、MEGA等；PCR引物设计软件Primerpremier6.0、oligo6.0等；蛋白质二级、三级结构预测及三维分子浏览工具等等。【作业】1、搜索生物信息学数据库或者软件。搜索出的数据库包括网址、该数据库的介绍、数据库网页截屏。如果搜索的是软件
5、则包括该软件的用途、使用方法、软件图标。（以上搜索的数据库或软件至少完成8个以上）2、对生物信息学这门课的建议或感想。注：实验报告要求以电子版的形式完成以上作业，注明专业、学号、姓名后发送到邮箱23453627@qq.com。28第页实验二核酸序列的检索【实验目的】1、掌握核酸序列检索的操作方法；2、熟悉GenBank数据库序列格式及其主要字段的含义；3、了解EMBL数据库序列格式及其主要字段的含义；4、熟悉GenBank数据库序列格式的FASTA序列格式显示与保存；【实验内容】1、使用Entrez信息查询系统检索核酸序列B
6、C060830和NM_000230，连接提取该序列内容，阅读序列格式的解释，理解其含义；2、GenBank数据库序列格式的FASTA序列格式显示与保存；3、使用SRS信息查询系统检索核酸序列BC060830，连接提取该序列内容，阅读序列格式的解释，理解其含义；【作业】1、在GenBank数据库中查询核酸序列NM_000230、下载（以两种格式保存：GenBank与Fasta）、写出GenBank格式主要字段含义。2、在EMBL数据库中查询核酸序列BC060830、下载（以两种格式保存：completeentries与Fast
7、a）、写出completeentries格式主要字段含义。28第页实验三核酸序列分析【实验目的】1、掌握已知或未知序列接受号的核酸序列检索的基本步骤；2、掌握使用BioEdit软件进行核酸序列的基本分析；1、熟悉基于核酸序列比对分析的真核基因结构分析（内含子/外显子分析）；2、了解基因的电子表达谱分析。【实验原理】针对核酸序列的分析就是在核酸序列中寻找基因，找出基因的位置和功能位点的位置，以及标记已知的序列模式等过程。在此过程中，确认一段DNA序列是一个基因需要有多个证据的支持。一般而言，在重复片段频繁出现的区域里，基因编码
8、区和调控区不太可能出现；如果某段DNA片段的假想产物与某个已知的蛋白质或其它基因的产物具有较高序列相似性的话，那么这个DNA片段就非常可能属于外显子片段；在一段DNA序列上出现统计上的规律性，即所谓的“密码子偏好性”，也是说明这段DNA是蛋白质编码区的有力证据；其它的证据包括与“模板”序列
