生物信息在臨床遺傳的運(yùn)用課件

生物信息在

臨床遺傳的運(yùn)用1概要如何繪制家系圖？如何獲得疾病的遺傳信息？如何讀測(cè)序結(jié)果？如何確定序列改變性質(zhì)？如何確定突變與疾病的關(guān)系?2一、如何繪制家系圖？3Cyrillic2特征：Viewupto9familiesindifferentWindowsCutandpastefamiliesorpartsoffamiliesToolbaricons,statusbarandtooltipsguidenewusersSwitchbetweentreeandcirculardisplayMaximumof10,000individualsperfamilyand250markersperchromosomeToolsforspeed-drawingofnewfamiliesSpacedrawingsevenly4Cyrillic2特征（續(xù)）：ColorhaplotypebarstoshowinheritanceandmultiplecrossoversCrossoverscalculatedfromphenotypedataManynewinputandoutputformatsAnnotationtool:entertextandmovetoanypositionandsettoanyfont,sizeorcolorPrintpreviewMultiple‘undomove’and‘undodelete’toolCalculatekinshipandinbreedingcoefficientsAutomaticrecognitionofconsanguinity5一個(gè)遺傳病家系圖67891011121314151617181920212223242526*.FAM文件只能用cyrillic打開并修改；建議家系圖繪制完成后，同時(shí)以圖片格式復(fù)制到WORD中，保存。2728二、如何獲得疾病的遺傳信息？OMIM以PKU為例介紹PubMed核酸序列數(shù)據(jù)庫GenBank291.OMIM（OnlineMendelianInheritancein

Man，聯(lián)機(jī)人類孟德爾遺傳）30

OMIM提供了兩種檢索方式：①根據(jù)字符串檢索，可以關(guān)鍵詞對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢；②根據(jù)基因定位檢索，可根據(jù)疾病或基因所處的染色體位置，如1p21等對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢。FTP上可以下載疾病圖，基因圖以及全部OMIM數(shù)據(jù)313233OMIM條目第一個(gè)數(shù)字代表的意義1(100000-)Autosomaldominant(entriescreatedbeforeMay15,1994)2(200000-)Autosomalrecessive(entriescreatedbeforeMay15,1994)3(300000-)X-linkedlociorphenotypes4(400000-)Y-linkedlociorphenotypes5(500000-)Mitochondriallociorphenotypes6(600000-)Autosomallociorphenotypes(entriescreatedafterMay15,1994)34每個(gè)條目組成部分包括標(biāo)題（包括同義詞）表型，基因產(chǎn)物與基因的描述疾病缺陷的性質(zhì)，包括發(fā)病機(jī)理與病理生理遺傳學(xué)，包括定位疾病的診斷與處理等位變異體（表型變異體，主要是疾病的分子基礎(chǔ)）文獻(xiàn)3536372.PubMed3839PKU4041一個(gè)數(shù)據(jù)庫記錄(entry)一般由兩部分組成：原始序列數(shù)據(jù)和描述這些數(shù)據(jù)生物學(xué)信息的注釋(annotation)。注釋中包含的信息與相應(yīng)的序列數(shù)據(jù)同樣重要和有應(yīng)用價(jià)值。

3.核酸序列數(shù)據(jù)庫42目前國際上有3個(gè)主要的DNA序列數(shù)據(jù)庫GenBank—NCBI維護(hù)EMBL:EuropeanMolecularBiologyLaboratory—EBI維護(hù)DDBJ:DNA

DatabankofJapan—日本國立遺傳學(xué)研究所維護(hù)434445來自于70，000多種生物的核苷酸序列數(shù)據(jù)庫；GenBank序列格式與DDBJ相同，EMBL則不同；序列提交與更改：用戶可以向GenBank,EMBL,DDBJ其中任意一個(gè)實(shí)驗(yàn)室提交序列及提交更改；GenBank序列提交工具:BankIt（少數(shù)序列；基于Web）、Sequin（多、長序列，完整基因組等；獨(dú)立使用）。46GenBank格式可以分為三個(gè)部分：頭部，包含關(guān)于整個(gè)記錄的信息(描述符）特征表部分，包含了注釋這一記錄的特性第三部分，核苷酸序列自身所有的核苷酸數(shù)據(jù)庫記錄（DDBJ/EMBL/GenBank)都在最后一行以//結(jié)尾471)頭部LOCUS行

DEFINITIONACCESSIONVERSIONREFERENCEKEYWORDSSOURCE

ORGANISMAUTHORSTITLEJOURNALMEDLINEPUBMEDREMARK482)特征表特征表它直接表達(dá)了記錄的生物背景知識(shí)source是唯一一個(gè)必須在所有GenBank記錄中出現(xiàn)的特征geneCDSCodingSequencevariationmisc-feature……493)序列50附：FASTA格式FASTA格式廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)軟件包中大于號(hào)（>）表示一個(gè)新序列的開始，后面緊跟序列的標(biāo)記符，另起一行頂頭為序列,序列是連續(xù)的，無空格等515253目前GenBank分為多個(gè)分?jǐn)?shù)據(jù)庫:nr,dbEST,dbSTS，dbGSS和dbHTGS等。（1）nr（non-redudant）是非冗余的核酸數(shù)據(jù)庫，存貯已知的基因全長或部分序列數(shù)據(jù)，以及完成了的基因組序列。大多序列已具有相應(yīng)的基因結(jié)構(gòu)分析，如編碼區(qū)、調(diào)控區(qū)、重復(fù)序列等。（2）dbEST是EST數(shù)據(jù)庫，EST是表達(dá)基因中的部分序列，因EST（ExpressedSequenceTags）項(xiàng)目本身的特點(diǎn)，所有EST序列都是一次測(cè)序的結(jié)果，存在較大的誤差。序列較短，多為400bp以下。雖來自于表達(dá)基因，但編碼情況未知。54（3）dbSTS是STS數(shù)據(jù)庫，STS是基因組標(biāo)記序列數(shù)據(jù)庫，作為基因作圖、基因定位的重要工具，STS（SequenceTaggedSite）為基因組DNA序列，且提供染色體定位信息。與EST相同之處是，序列較短且不提供基因功能信息。（4）dbGSS是基因組序列數(shù)據(jù)庫，源于基因組DNA克隆的一次性部分測(cè)序得到的序列。它也具有序列較短、有較大的誤差，不提供基因功能和定位信息。（5）dbHTGS存貯的是處理未完成階段的基因組測(cè)序數(shù)據(jù)?；径际荁AC測(cè)序的結(jié)果。553.PubMed56575859三、如何讀測(cè)序結(jié)果？DNAStarhttp://是關(guān)于DNA和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能分析的軟件包，與Wisconsin軟件包相比，它帶有識(shí)別內(nèi)含子、外顯子的程序Genequest,并且能夠顯示測(cè)序的Trace圖。6061EditSeq–Includedwithallsystems,convertssequenceformatsandallowseditingGeneQuest–DiscoveryandannotationofgenesMegAlign-AlignmentofDNAandproteinsequencesProtean–ProteinStructurepredictionPrimerSelect–PrimerdesignandcomparisonanalysisMapDraw–RestrictionSiteLocatorSeqman–Assembleintoacontig62EditSeq轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)格式為DNASTAR所有模塊識(shí)別的格式可以導(dǎo)入的數(shù)據(jù)格式：Textfiles、FastAfiles、Genbankflantfiles、Tracefiles、GCGfiles等;輸出的數(shù)據(jù)格式：FastAfiles、Genbankflantfiles、GCGfiles;DNA序列編輯：大小寫轉(zhuǎn)化；查找堿基、ORF；編輯序列特征；提供反向互補(bǔ)和反向序列；翻譯；堿基統(tǒng)計(jì)氨基酸序列編輯：大小寫轉(zhuǎn)化；查找氨基酸；編輯序列特征；逆翻譯氨基酸為DNA；氨基酸統(tǒng)計(jì)新的版本增加有連線Blast和序列搜索功能

63EditSeq輸出文件格式：*.SEQ646566Seqman做序列組裝（Assembly）、Alignment看測(cè)序圖按6種閱讀框翻譯輸入、編輯和輸出PhrapAssemblies過濾掉載體序列、質(zhì)量低的測(cè)序序列67輸入文件格式為：*.SEQ*.ABI輸出文件格式為：*.sqd

68697071727374Ctrl+D75767778四、如何確定序列改變性質(zhì)？（SNPorMutation）dbSNP:NCBI維護(hù)，啟動(dòng)最早，收集數(shù)據(jù)最多的公共數(shù)據(jù)庫；包括SNPs,小的缺失/插入，微衛(wèi)星變異等；

ss編號(hào)：所有研究者提交SNP時(shí)生成ID

rs編號(hào)：已有數(shù)據(jù)比較后，獨(dú)特的798081五、如何確定突變與疾病的關(guān)系?

HGMD(HumanGenomeMutationDatabase)

位于英國Cardiff醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究所，主要收錄人類遺傳病的致病基因；已合并在Celera公司的CDS（CeleraDiscoverySystem）中。828384