DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具

前言

　　當(dāng)今生物基因組DNA測(cè)序數(shù)據(jù)總量正在以指數(shù)倍的速度增長(zhǎng)。如何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的搜集、管理、挖掘、注釋已成為基因組學(xué)和蛋白組學(xué)研究的熱點(diǎn)。為普及和提高我國(guó)科學(xué)工作者基因組科學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)并掌握序列數(shù)據(jù)分析的實(shí)用操作技能，及時(shí)了解該領(lǐng)域的最新進(jìn)展，自2003年以來(lái)，浙江大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院基因組研究所緊密協(xié)作已舉辦了24期基因組科學(xué)培訓(xùn)班。培訓(xùn)學(xué)員來(lái)自全國(guó)各地29個(gè)省市，人次多達(dá)1800余人，每次培訓(xùn)班中都不僅常見(jiàn)較多教授和副教授們的身影，年輕的研究生更是踴躍參加。

內(nèi)容概要

全書(shū)分9章。第1章，闡述序列比較的核心方法，即運(yùn)用BLAST和ClustalX等工具做序列比對(duì)。第2章，重點(diǎn)介紹核苷酸序列分析工具，主要包括：基因可讀框的識(shí)別，CpG島、轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)和啟動(dòng)子區(qū)域的預(yù)測(cè)分析，用mRNA序列預(yù)測(cè)基因等。第3章，介紹電子克隆的概念和具體操作方法。第4章，用MEGA4做分子進(jìn)化遺傳分析，繪制系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，為研究基因進(jìn)化打好基礎(chǔ)。第5章，對(duì)蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域和三維空間結(jié)構(gòu)、預(yù)測(cè)目標(biāo)蛋白的生物學(xué)功能等工具做逐一介紹。第6章，通過(guò)Gene Ontology和KEGG兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，挖掘基因和蛋白質(zhì)的功能并做代謝途徑分析。第7章，利用X!Tandem軟件鑒定蛋白質(zhì)的串聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù)，進(jìn)而預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)；同時(shí)借助TPP軟件包進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，優(yōu)化檢索結(jié)果。第8章，使用TqVl4軟件實(shí)現(xiàn)芯片的數(shù)據(jù)采集和標(biāo)準(zhǔn)化處理，并借助GenMAPP軟件挖掘芯片數(shù)據(jù)的生物學(xué)意義。第9章，通過(guò)Cytoscape軟件演示，介紹系統(tǒng)生物學(xué)分析概況，展示蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，應(yīng)用插件做網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析。書(shū)后附有專(zhuān)業(yè)詞中英文對(duì)照。    本書(shū)是為從事生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域研究的研究生、大學(xué)生、教師、醫(yī)生、研究人員、計(jì)算機(jī)工作人員提供的通俗易學(xué)的手冊(cè)和工具。

作者簡(jiǎn)介

　　薛慶中，男，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院農(nóng)學(xué)系教授，博士生導(dǎo)師。　　獲獎(jiǎng)情況：2001年 榮獲浙江省農(nóng)業(yè)科技先進(jìn)工作者；2000年主持課題“抗螟蟲(chóng)抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻花培品系的選育”獲浙江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，1999年主持課題“應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇培育抗白葉枯病水稻恢復(fù)系”，獲浙江省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)；1998年主持課題“應(yīng)用原生質(zhì)體培養(yǎng)選育水稻光敏核不育系”，獲浙江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；1995年 在馬尼拉第三屆國(guó)際水稻遺傳學(xué)大會(huì)上作水稻抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因大會(huì)報(bào)告；1992年 榮獲國(guó)務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼。

書(shū)籍目錄

前言第1章  序列比對(duì)工具BLAST和ClustalX的使用  1.1  序列比對(duì)BLAST    1.1.1  網(wǎng)上運(yùn)行BLAST    1.1.2  本地運(yùn)行BLAST（Windows系統(tǒng)）  1.2  多序列比對(duì)（ClustalX）    1.2.1  ClustalX的使用    1.2.2  數(shù)據(jù)的輸入    1.2.3  數(shù)據(jù)的輸出  主要參考文獻(xiàn)第2章  真核生物基因結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)分析  2.1  基因可讀框的識(shí)別  2.2  CpG島、轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)和啟動(dòng)子區(qū)域的預(yù)測(cè)分析    2.2.1  CpG島的預(yù)測(cè)分析    2.2.2  轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的預(yù)測(cè)分析    2.2.3  啟動(dòng)子區(qū)域的預(yù)測(cè)分析  2.3  采用.mR_NA序列預(yù)測(cè)基因Spidey的使用  2.4  ASTD數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介  主要參考文獻(xiàn)第3章  電子克隆  3.1  利用UniGene數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行電子延伸    3.1.1  目標(biāo)序列的blastn檢索    3.1.2  UniGene數(shù)據(jù)庫(kù)檢索    3.1.3  下載UniGene Cluster中所有EsT序列  3.2  從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取cDNA全長(zhǎng)序列  3.3  本地序列拼接    3.3.1  CAP3序列拼接程序    3.3.2  Velvet序列拼接程序  3.4  基因的電子表達(dá)譜分析  3.5  核酸序列的電子基因定位分析  主要參考文獻(xiàn)第4章  分子進(jìn)化遺傳分析工具（MEGA 4）的使用  4.1  序列數(shù)據(jù)的獲取和比對(duì)    4.1.1  數(shù)據(jù)庫(kù)直接檢索    4.1.2  BLAST比對(duì)  4.2  遺傳距離的估計(jì)  4.3  分子鐘假說(shuō)的檢驗(yàn)  4.4  多序列比對(duì)結(jié)果文件格式轉(zhuǎn)換  4.5  系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建    4.5.1  進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建方法選擇    4.5.2  進(jìn)化樹(shù)的樹(shù)形選擇    4.5.3  進(jìn)化樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)整    4.5.4  進(jìn)化樹(shù)樹(shù)枝形態(tài)的優(yōu)化    4.5.5  進(jìn)化樹(shù)的保存  主要參考文獻(xiàn)第5章  蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能預(yù)測(cè)  5.1  蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)分析    5.1.1  蛋白質(zhì)理化性質(zhì)分析    5.1.2  蛋白質(zhì)親疏水性分析    5.1.3  跨膜區(qū)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)    5.1.4  卷曲螺旋預(yù)測(cè)  5.2  蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分析    5.2.1  PredictProtein    5.2.2  PSIPRED  5.3  蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域與功能分析    5.3.1  Pfam（protein families database of alignment and HMM）    5.3.2  PROSITE    5.3.3  BLOCKS    5.3.4  SMART  5.4  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)分析    5.4.1  同源建模（homology modeling）    5.4.2  線(xiàn)串法（threading）    5.4.3  從頭預(yù)測(cè)（ab initio prediction）    5.4.4  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)觀察  主要參考文獻(xiàn)第6章  Gene Ont0Iogy數(shù)據(jù)庫(kù)和KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介  6.1  Gene Ont010gy數(shù)據(jù)庫(kù)    6.1.1  簡(jiǎn)介    6.1.2  用關(guān)鍵詞檢索GO數(shù)據(jù)庫(kù)    6.1.3  用序列檢索GO數(shù)據(jù)庫(kù)  6.2  KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)    6.2.1  簡(jiǎn)介    6.2.2  根據(jù)代謝途徑名稱(chēng)檢索    6.2.3  根據(jù)基因名稱(chēng)檢索    6.2.4  根據(jù)序列檢索  主要參考文獻(xiàn)第7章  蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)分析  7.1  生物質(zhì)譜技術(shù)介紹    7.1.1  質(zhì)譜技術(shù)的基本原理    7.1.2  X！Tandem軟件    7.1.3  Mascot軟件  7.2  蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件    7.2.1  TPP簡(jiǎn)介    7.2.2  TPP的安裝與配置    7.2.3  樣本數(shù)據(jù)準(zhǔn)備    7.2.4  將RAW文件轉(zhuǎn)換成mzXML文件    7.2.5  由hmfl文件生成pepXML文件    7.2.6  運(yùn)行PeptideProphet    7.2.7  運(yùn)行ProteinProphet    7.2.8  數(shù)據(jù)的過(guò)濾篩選和將結(jié)果保存成Excel文件  主要參考文獻(xiàn)第8章  基因芯片數(shù)據(jù)處理和分析  8.1  芯片數(shù)據(jù)的獲取和處理    8.1.1  芯片數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換    8.1.2  數(shù)據(jù)基本處理  8.2  芯片數(shù)據(jù)的檢索和提交    8.2.1  芯片數(shù)據(jù)的文件格式    8.2.2  芯片數(shù)據(jù)的提交  8.3  芯片數(shù)據(jù)的可視化    8.3.1  GenMAPP的概念    8.3.2  GenMAPP的安裝    8.3.3  GenMAPP的使用  8.4  芯片數(shù)據(jù)聚類(lèi)分析    8.4.1  CLUSTER    8.4.2  TreeView  主要參考文獻(xiàn)第9章  系統(tǒng)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析  9.1  Cytoscape軟件簡(jiǎn)介    9.1.1  概況    9.1.2  主要功能  9.2  軟件安裝  9.3  Cytoscape基本操作    9.3.1  信息輸入    9.3.2  插件安裝  9.4  應(yīng)用Cytoscape進(jìn)行基因注釋    9.4.1  BINGO插件的安裝    9.4.2  使用實(shí)例  9.5  應(yīng)用Cytoscape進(jìn)行細(xì)胞定位    9.5.1  Cerebral插件的安裝    9.5.2  使用實(shí)例    9.6  應(yīng)用Cytoscape搜索基因相互作用文獻(xiàn)    9.6.1  Agilent Literature Search插件安裝    9.6.2  使用實(shí)例  9.7  應(yīng)用Cytoscape做網(wǎng)絡(luò)分析    9.7.1  將BOND網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息輸入Cytoscape    9.7.2  網(wǎng)絡(luò)分析  主要參考文獻(xiàn)英漢對(duì)照詞匯索引彩圖

章節(jié)摘錄

　　第1章 序列比對(duì)工具BLAST和ClustalX的使用　　駱迎峰程尹薛慶中　　本章主要介紹序列比對(duì)工具BLAST和ClustalX的概念和使用方法。通過(guò)輸入序列從美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心（NcBI）數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)其相似的序列；進(jìn)而通過(guò)不同物種多條相似序列的比較，預(yù)測(cè)基因的功能，探索物種的親緣關(guān)系及其進(jìn)化?！　?.1　序列比對(duì)BLAST　　BLAST是基本局部比對(duì)搜索工具（basic local alignment search t001）的縮寫(xiě)。它的功能是對(duì)生物不同蛋白質(zhì)的氨基酸序列或不同基因的DNA序列進(jìn)行比對(duì)。并從相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相同或相似序列?！　CBl提供了BLAST搜索的在線(xiàn)服務(wù)，用戶(hù)提交核苷酸或蛋白質(zhì)序列，并選擇所要比較的NCBl序列數(shù)據(jù)庫(kù)，BLAST搜索程序運(yùn)行結(jié)束后會(huì)自動(dòng)以網(wǎng)頁(yè)形式返回結(jié)果，其中包括匹配的序列、相似性程度及顯著性水平等信息?！　CBl還提供BLAST搜索程序和所有BLAST序列數(shù)據(jù)庫(kù)的下載接口，用戶(hù)下載相應(yīng)軟件后就可以在本地系統(tǒng)（Windows或者Unix）運(yùn)行BLAST搜索。這樣更有利于用戶(hù)根據(jù)研究需要，整理出小型化且?guī)в凶⑨尩淖远x數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行快速搜索，獲得相似序列等信息。

編輯推薦

　　《DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具》是為從事生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域研究的研究生、大學(xué)生、教師、醫(yī)生、研究人員、計(jì)算機(jī)工作人員提供的通俗易學(xué)的手冊(cè)和工具?！　　禗NA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具》匯集了現(xiàn)代DNA和蛋白質(zhì)序列分析內(nèi)容精髓，對(duì)包括芯片數(shù)據(jù)、質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理和分析、系統(tǒng)生物學(xué)分析等各類(lèi)數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行掃描和重點(diǎn)介紹。對(duì)于這些內(nèi)容，《DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具》則通過(guò)較多使用網(wǎng)上在線(xiàn)工具配以詳細(xì)的圖文注釋實(shí)現(xiàn)，同時(shí)寫(xiě)作上力求通俗漸進(jìn)，有助于科研及教學(xué)人員，通過(guò)培訓(xùn)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)自學(xué)，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)搜索及其常用工具的操作方法，從中感悟DNA和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析方法的要領(lǐng)。

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