基因组信息学小笔记

遗传图：亦称连锁图，基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离。

（与物理图、序列图、转录图一起并称为人类基因组计划绘制的人类基因组四张图）

遗传距离通常以基因或DNA片段在染色体交换过程中的分离频率里摩（cM）来表示。

①cM值越大，两者之间的距离越远

②一般可由遗传重组检测结果推算

 

物理图：标明一些界标（例如：限制酶切位点、基因等）在DNA上的位置，图距以物理长度为单位，例如染色体的带区、核苷酸对数目等。

人类基因组计划（HGP）的研究目标是，构建人的每条染色体的STS图，标记之间相距约100kb。获得一组组DNA片段的克隆，组内两两片段之间有共同的重叠序列；或是获得标记按正确次序排列、相互毗邻的片段，其连续长度超过2000kb，以便把染色体分段进行研究。

 

为什么要进行物理作图？

与遗传图的对比。

①遗传图的分辨率有限                                  基因组规模子代数量

②遗传图的覆盖较低（随机）                    随机交换

③遗传图分子标记有时会出现差错           随机取样

 

物理作图的方法：

①限制性酶切作图

②基于克隆的基因组作图

③染色体细胞图

④STS作图（Sequence-tagged site，STS mapping）

⑤大规模基因组物理图的主流技术

⑥辐射杂交作图（Radiationhybrid，RH mapping）                 X-raybreakage

 

基因组作图

遗传图与物理图的比较：

遗传图——遗传学方法——连锁分析——里摩cM，1%交换率

物理图——分子生物学技术—— 辐射杂交（里镭cR）限制性片段（碱基对bp）克隆作图

 

动态规划算法>> 全局联配工具Clustal Omega

 

从头计算鉴别新基因：

遮蔽重复序列；密码子偏好性检测；探测DNA中的功能性位点（启动子序列特征、外显子内含子剪切识别位点）；复合的基因语法分析；搜寻tRNA基因

 

工具：

UCSC Gene Sorter查找相似的基因：

http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgNear

UCSC In-Silico PCR输入引物，看看能PCR出来什么：

http://genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgPcr

UCSC VisiGeneImage Browser显示与某一基因相关的图片

http://www.genome.ucsc.edu/cgi-bin/hgVisiGene

 

启动子：RNA聚合酶特异性识别和结合的DNA序列。 启动子是基因（gene）的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度。

转录因子：真核生物转录起始十分复杂，往往需要多种蛋白因子的协助，转录因子与RNA聚合酶Ⅱ形成转录起始复合体，共同参与转录起始的过程。

PASC (PAirwiseSequence Comparison) is a web tool for analysis of pairwise identitydistribution within viral families. The identities are pre-computed for everypair within the families and with distribution plotted in a form of histogramwhere each bar corresponds to an interval of identities.

转录因子数据库：

ENCODE:Encyclopedia of DNA Elements：https://www.encodeproject.org/

TRANSFAC database：http://gene-regulation.com/cgi-bin/pub/databases/transfac/search.cgi

Promoter预测工具：

http://molbiol-tools.ca/Promoters.htm

http://bip.weizmann.ac.il/toolbox/seq_analysis/promoters.html

softberry官网：TSSW、TSSP、TSSG、FPROM都是softberry提供的启动子预测工具

http://www. softberry.com/berry.phtml?topic=index&group=programs&subgroup=promoter

http://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=tssg&group=programs&subgroup=promoter

http://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=fprom&group=programs&subgroup=promoter

http://www.cbs.dtu.dk/services/Promoter/

http://www.fruitfly.org/seq_tools/promoter.html

 

调控元件预测：Cister: Cis-element Cluster Finder Instructions

Cister：http://zlab.bu.edu/~mfrith/cister.shtml

TFSEARCH：http://diyhpl.us/~bryan/irc/protocol-online/protocol-cache/TFSEARCH.html

比较基因组学：

可视化网站：https://ecrbrowser.dcode.org/

 

基因组规模的增大和新基因的产生：

基因组复制（WholeGenome Duplication）（多倍体polyploidy）

转座子元件（TransposableElement）

基因复制（GeneDuplication）重组（Recombination）逆转录转座子（Retrotransposition）

 

VISTA序列比对工具 :http://genome.lbl.gov/vista/index.shtml

CoGe ：https://genomevolution.org/CoGe/

DCODE：https://www.dcode.org/

http://paup.csit.fsu.edu/

算法原理

Distance：neighbor-joining、UPGMA

Evolution：Maximum parsimony、Maximum likelihood

 

RNA相关数据库：

RNAdb（http://research.imb.uq.edu.au/RNAdb）打不开

Noncoding RNAdatabase（http://biobases.ibch.poznan.pl/ncRNA/）

BiomedicalDatabases : RNA Databases（http://www.science.co.il/biomedical/databases/RNA-databases.php）

EMBL-EBI：RAM（http://rfam.xfam.org/）

The RNA Institute（http://mods.rna.albany.edu/）

miRBase（http://www.mirbase.org/）

 

RNA结构预测工具：

RNAStructure

OligoWalk

tRNAscan-SE

RNAfold WebServer（http://nhjy.hzau.edu.cn/kech/swxxx/jakj/dianzi/Bioinf4/miRNA/miRNA1.htm）：最小自由能、热力学稳定、重心结构

miRNA靶标预测RNA22：（https://cm.jefferson.edu/rna22v2/）https://cm.jefferson.edu/rna22/Interactive/

密码子优化

Jcat：http://www.jcat.de/

OPTIMIZER：http://genomes.urv.cat/OPTIMIZER/

siRNA设计：http://www.imtech.res.in/raghava/desirm/index.html

RNA相关计算工具集合：http://www.rna.uni-jena.de/en/the-rna-world-website/

 

肿瘤相关数据库：

dbVar：基因组结构变异数据库（插入、缺失等），≧50种核酸         https://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbvar

dbGap：基因型和表型数据库     https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gap

ICGC：https://icgc.org/

TCGA：https://cancergenome.nih.gov/

CGAP：https://cgap.nci.nih.gov/

CGP：http://cgp.iiarjournals.org/

COSMIC：http://cancer.sanger.ac.uk/cosmic