真核生物基因結構的預測分析7

1真核生物基因結構的

預測分析動物科技學院賈斌2基因組序列cDNA序列編碼區(qū)預測CodonbiasGCContent限制性酶切位點基因結構分析選擇性剪切轉錄調控因子序列比對功能注釋KEGGGO系統(tǒng)發(fā)育樹蛋白質序列翻譯蛋白質理化性質二級結構預測結構域分析重要信號位點分析三級結構預測基因組功能分析3真核生物基因的主要結構4基因結構分析開放讀碼框GENSCANCpG島CpGPlot轉錄終止信號POLYAH啟動子/轉錄起始位點PromoterScan密碼子偏好分析CodonWmRNA剪切位點NETGENE2Spidey選擇性剪切ASTD基因結構分析常用軟件5開放讀碼框的識別開放讀碼框（openreadingframe,ORF)

是一段起始密碼子和終止密碼子之間的堿基序列ORF是潛在的蛋白質編碼區(qū)6基因開放閱讀框/基因結構分析識別工具ORFFinder/gorf/gorf.htmlNCBI通用BestORF/berry.phtml?topic=bestorf&group=programs&subgroup=gfindSoftberry真核GENSCAN/GENSCAN.htmlMIT脊椎、擬南芥、玉米GeneFinder/tools/genefinder/Zhanglab人、小鼠、擬南芥、酵母FGENESH/berry.phtml?topic=fgenesh&group=programs&subgroup=gfindSoftberry真核(基因結構)GeneMark/GeneMark/eukhmm.cgiGIT原核GLIMMER/genomes/MICROBES/glimmer_3.cgi/software/glimmer

Maryland原核Fgenes/berry.phtml?topic=fgenes&group=programs&subgroup=gfindSoftberry人（基因結構）FgeneSV/berry.phtml?topic=virus&group=programs&subgroup=gfindvSoftberry病毒Generation/generation/ORNL原核FGENESB/berry.phtml?topic=fgenesb&group=programs&subgroup=gfindbSoftberry細菌（基因結構）GenomeScan

/genomescan.html

MIT脊椎、擬南芥、玉米GeneWise2http://www.ebi.ac.uk/Wise2/EBI人GRAIL/grailexp/ORNL人、小鼠、擬南芥、果蠅7ORF識別：GENSCAN/GENSCAN.html結果返回到郵箱（可選）提交序列提交序列文件運行GENSCAN顯示氨基酸或CDS序列序列名稱（可選）是否顯示非最優(yōu)外顯子選擇物種類型899GENSCAN輸出結果：文本中間外顯子起始外顯子終止外顯子加尾信號啟動子中間外顯子權重1011轉錄調控序列分析

CpG島、啟動子區(qū)域和轉錄終止信號的預測12CpG島的預測CpG島常位于真核生物基因轉錄起始位點，GC含>50%，長度>200bp的一段DNA序列。13CpGIsland分析常用軟件CpGIsland/cpgislands2/cpg.aspxWebCpGPlothttp://www.ebi.ac.uk/emboss/cpgplot/index.htmlWebCpGfinder/berry.phtml?topic=cpgfinder&group=programs&subgroup=promoterWebCpGi130/CpG130.dowebCpGproDhttp://pbil.univ-lyon1.fr/software/cpgprod_query.htmlweb提交序列文件提交序列參數選項CpG島的預測：CpGPlothttp://www.ebi.ac.uk/Tools/emboss/cpgplot/預測單元窗口步移觀測值與期望值打分最小GC含量CpG島的長度反向鏈和互補鏈是否預測1516GENESCAN預測結果

起始為532bp

終止于51783bp觀測值與期望值的比值GC含量的比值預測得到的CpG預測得到的CpG17轉錄終止信號上游作用元件：AAUAAA下游作用元件：GCrich二重對稱區(qū)、UUUUUUC-GC-GG-CG-CU-AG-CG-CC-GG-CUUUUUUUUURNA5’3’AAUAAACAAAAAAAAAAAAA成熟mRNA5’3’AAUAAACAGUmRNA前體5’3’18轉錄終止信號預測：POLYAH/berry.phtml?topic=polyah&group=programs&subgroup=promoter

提交序列文件提交序列19polyA位置GENESCAN預測結果

PolyA位點52490bpPOLYAH輸出結果對預測起佐證的作用權重吻合20啟動子區(qū)結構啟動子（Promoter）位于結構基因5’端上游，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA結合并具有轉錄起始的特異性。轉錄起始位點(Transcriptionstartsite,TSS)PYCAPY（嘧啶）核心啟動子元件(Corepromoterelement)TATAbox，Pribnowbox

（TATAA)上游啟動子元件(Upstreampromoterelement，UPE)CAATbox，GCbox，SP1，Otc增強子(Enhancer)21原核和真核生物基因轉錄起始位點上游區(qū)結構原核生物真核生物TTGACATATAATAmRNA＋1－10－35PyAPyTATAATGC區(qū)CAAT區(qū)mRNA＋1－40－25－110增強子上游啟動子元件，UPE核心啟動子元件轉錄起始位點22PromoterScan:80/molbio/proscan/WebPromoser/zlab/PromoSer/WebNeuralNetworkPromoterPrediction/seq_tools/promoter.htmlWebSoftberry:BPROM,TSSP,TSSG,TSSW/berry.phtml?topic=index&group=programs&subgroup=promoterWebMatInspectorhttp://www.gene-regulation.de/WebRSAThttp://rsat.ulb.ac.be/rsat/WebCister/~mfrith/cister.shtmlWeb啟動子結合位點分析常用軟件23啟動子預測：PromoterScan/molbio/proscan/提交序列去掉該選項24PromoterScan輸出結果找到的TATAbox和轉錄起始位點預測可能的轉錄因子轉錄因子在提交序列中的位置基因密碼子偏好性251.研究蛋白質結構功能中的作用2.在表達外源基因方面的作用3.在生物信息學研究中的作用基因密碼子偏好性:CodonW26粘帖目的序列密碼子表的選擇http://mobyle.pasteur.fr/cgi-bin/portal.py?form=codonw#forms::codonw是否計算所有參數，一般選擇物種選擇，與表達物種有關，可以自行輸入。CAI(CodonAdaptationIndex)密碼子適應指數

目標基因與高表達基因的密碼子偏好性的相似程度。

（1完全相同，0完全不相同，本例為0.173）CBI(CondonBiasIndex)密碼子偏好指標

目標基因與隨機序列的最優(yōu)密碼子的差異程度

（1完全偏好，0隨機情況，可能為負值，本例為-0.049）Fop(Frequencyofoptimalcodon)最優(yōu)密碼子頻率

目標基因的最優(yōu)密碼子數與全部同義密碼子數的比值

（1完全偏好，0完全無偏好，本例為0.380）27多個密碼子編碼同一個氨基酸，同義密碼子。有些物種偏好某些（1~2種）同義密碼子，這1~2種同義密碼子即為高表達密碼子。該現象叫密碼子偏好性。28各項指數輸出結果密碼子使用頻率CodonW結果界面有效密碼子數GC含量同義密碼子總數有效密碼子總數外源表達蛋白的物理性質（親疏水性）外源表達蛋白芳香性29內含子/外顯子剪切位點識別如何分析核酸序列中的外顯子組成？通過對特征序列(GT-AG)的分析進行直接的預測基因預測軟件（NetGene2）與相應的基因組序列比對，分析比對片段的分布位置（Spidey）3031剪切位點識別：NetGene2http://www.cbs.dtu.dk/services/NetGene2/提交序列選擇物種點擊32NetGene2輸出結果供體位點受體位點可信度

相位33mRNA剪切位點識別：SpideyNCBI開發(fā)的在線預測程序用于mRNA序列同基因組序列比對分析/spidey34Spidey同源序列的獲得:序列比對通過BLAST進行序列比對，找到可能同源的相似性好的一系列mRNA序列。BLAST比對到的三條mRNA序列35輸入基因組序列或序列數據庫號輸入相似性序列判斷用于分析的序列間的