【基础医学】电子隆及相关分子生物学软件介绍（终稿）.ppt

电子克隆及相关软件介绍 郭奕斌 医学遗传学教研室 目 录 一、何谓电子克隆？ 二、传统的cDNA 克隆过程 三、主要数据库及电子克隆所需软件（P16） 四、常用分子生物学软件介绍 概 述 众所周知，新基因的搜寻和蛋白质功能分析是今后的研究热点，随着人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）研究的不断深入，表达序列标签（Expressed Sequence Tag, EST）在基因组研究尤其是人类基因和模式生物新基因鉴定中的应用也日益广泛。因此，利用人类基因组计划的研究成果以及网络大量生物信息资源，通过物种表达序列标签数据库，运用电子克隆的方法获得人类基因以及在其他物种中的同源基因的cDNA全序列，从而为今后大规模快速克隆新的功能基因，开展其结构与功能等研究奠定了基础。 一. 何谓电子克隆 通过对物种数据库中的大量表达序列标签EST进行分类、整合、组装，可以得到潜在的全长cDNA，这种方法即电子克隆，也有人称之为计算机克隆或硅片克隆（in silico cloning）。详言之，电子克隆就是以数学算法为手段，以计算机和互联网为工具，利用现有的EST和生物信息数据库，在未注释的人类基因组序列上发掘未知功能的新基因，并通过生物学实验进行编码序列和功能验证，从而得到新基因的一种方法。 其过程是通过将互为重叠的某物种EST序列进行排列，然后进行比对即可获知该物种某基因全长cDNA序列。与实验室克隆大片段的真核基因组DNA或cDNA繁杂、耗时、效率不高的过程相比，电子克隆方法更为快速、精确且适用性强。随着多种模式生物的基因组测序工作的完成，EST分析必将广泛用于指导物种的新基因发现。 二、传统的cDNA克隆过程 1.用反转录酶在oligo(dT)引导下合成cDNA 第一链； 2.用RNA酶H和大肠杆菌DNA聚合酶I合成cDNA 第二链； 3.EcoRI位点的甲基化（若用NotI或SalI，则不需） 4.与磷酸化EcoRI接头相连接并消化接头产生粘端； 5.根据大小筛选cDNA片段 ； 6、连接到λ噬菌体臂，将DNA包装入λ噬菌体颗粒，并在大肠杆菌中铺平板进行检测； 7、小量提取λ噬菌体，分析cDNA 插入片段； 8、产生完整的cDNA 文库； 9、扩增cDNA 文库。 三、主要数据库及电子克隆所需软件 (一)常用医学生物信息学数据库 ■综合数据库； ■核酸类数据库； ■蛋白质相关数据库； ■细胞生物学数据库； ■微生物学数据库； ■疾病相关数据库； ■药物相关数据库； ■其他数据库。 ■综合数据库包括： 1. DBCAT——生物学数据库目录； 2. 分子生物学相关数据库集锦； 3. MedWebPlus——医疗卫生相关资源集锦； 4. NCBI资源数据库； ■核酸类数据库主要包括： 1.通用核苷酸序列数据库； 2.外显子/内含子数据库； 3.基因表达及表达调控数据库； 4.RNA相关数据库； 5.核酸突变类数据库 ■蛋白质相关数据库包括： 1.通用蛋白质数据库； 2.蛋白质序列与结构数据库； 3.蛋白质家族及其相互作用数据库； 4.酶类数据库； 5.信号传导及分子间相互作用数据库； 6.特殊蛋白质及其功能数据库； ■细胞生物学数据库包括： 1.线粒体类数据库； 2.SCDb——干细胞数据库； ■微生物学数据库包括： 1.EMGLib——增强的微生物基因组文库； 2.EcoCyc MetaCyc——E.coli基因组及 微生物代谢通路数据库； 3.yMGV——全球酵母微阵列Microarray 实验数据库； ■疾病相关数据库包括： 1.综合临床数据库； 2.遗传性疾病数据库； 3.肿瘤相关数据库； 4.心血管疾病相关数据库； 5.免疫性疾病数据库； ■药物相关数据库包括： 1.药物类数据库；2.新药数据库 ■其他数据库包括： 1.LocusLink与RefSeq——NCBI的基因核心资 源；2.GeneNet——基因网络的结构与功能组织 数据库；3.ELS——生命科学百科全书。 核酸类数据库 ■通用核苷酸序列数据库 包括：⑴GenBank—NCBI核苷酸序列数据库；⑵EMBL—欧洲核苷酸序列数据库；⑶DDBJ——日本DNA数据库；⑷TIGR——表达基因序列标签数据库；⑸MIPS——慕尼黑基因组及蛋白序列数据库。 ■外显子/内含子数据库 包括：⑴EID——外显子/内含子数据库； ⑵ExI