DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具

前言

　　當今生物基因組DNA測序數(shù)據(jù)總量正在以指數(shù)倍的速度增長。如何對數(shù)據(jù)庫的海量數(shù)據(jù)進行科學的搜集、管理、挖掘、注釋已成為基因組學和蛋白組學研究的熱點。為普及和提高我國科學工作者基因組科學知識，學習并掌握序列數(shù)據(jù)分析的實用操作技能，及時了解該領域的最新進展，自2003年以來，浙江大學和中國科學院基因組研究所緊密協(xié)作已舉辦了24期基因組科學培訓班。培訓學員來自全國各地29個省市，人次多達1800余人，每次培訓班中都不僅常見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

全書分9章。第1章，闡述序列比較的核心方法，即運用BLAST和ClustalX等工具做序列比對。第2章，重點介紹核苷酸序列分析工具，主要包括：基因可讀框的識別，CpG島、轉(zhuǎn)錄終止信號和啟動子區(qū)域的預測分析，用mRNA序列預測基因等。第3章，介紹電子克隆的概念和具體操作方法。第4章，用MEGA4做分子進化遺傳分析，繪制系統(tǒng)進化樹，為研究基因進化打好基礎。第5章，對蛋白質(zhì)基本理化性質(zhì)、二級結構、結構域和三維空間結構、預測目標蛋白的生物學功能等工具做逐一介紹。第6章，通過Gene Ontology和KEGG兩個數(shù)據(jù)庫，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)，進而預測蛋白質(zhì)；同時借助TPP軟件包進行蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)統(tǒng)計學分析，優(yōu)化檢索結果。第8章，使用TqVl4軟件實現(xiàn)芯片的數(shù)據(jù)采集和標準化處理，并借助GenMAPP軟件挖掘芯片數(shù)據(jù)的生物學意義。第9章，通過Cytoscape軟件演示，介紹系統(tǒng)生物學分析概況，展示蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，應用插件做網(wǎng)絡結構分析。書后附有專業(yè)詞中英文對照。    本書是為從事生物學、醫(yī)學、農(nóng)學及計算機科學等領域研究的研究生、大學生、教師、醫(yī)生、研究人員、計算機工作人員提供的通俗易學的手冊和工具。

作者簡介

　　薛慶中，男，浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術學院農(nóng)學系教授，博士生導師。　　獲獎情況：2001年 榮獲浙江省農(nóng)業(yè)科技先進工作者；2000年主持課題“抗螟蟲抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻花培品系的選育”獲浙江省科技進步二等獎，1999年主持課題“應用分子標記輔助選擇培育抗白葉枯病水稻恢復系”，獲浙江省科技進步三等獎；1998年主持課題“應用原生質(zhì)體培養(yǎng)選育水稻光敏核不育系”，獲浙江省科技進步二等獎；1995年 在馬尼拉第三屆國際水稻遺傳學大會上作水稻抗蟲轉(zhuǎn)基因大會報告；1992年 榮獲國務院頒發(fā)的政府特殊津貼。

書籍目錄

前言第1章  序列比對工具BLAST和ClustalX的使用  1.1  序列比對BLAST    1.1.1  網(wǎng)上運行BLAST    1.1.2  本地運行BLAST（Windows系統(tǒng)）  1.2  多序列比對（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  主要參考文獻第2章  真核生物基因結構的預測分析  2.1  基因可讀框的識別  2.2  CpG島、轉(zhuǎn)錄終止信號和啟動子區(qū)域的預測分析    2.2.1  CpG島的預測分析    2.2.2  轉(zhuǎn)錄終止信號的預測分析    2.2.3  啟動子區(qū)域的預測分析  2.3  采用.mR_NA序列預測基因Spidey的使用  2.4  ASTD數(shù)據(jù)庫簡介  主要參考文獻第3章  電子克隆  3.1  利用UniGene數(shù)據(jù)庫進行電子延伸    3.1.1  目標序列的blastn檢索    3.1.2  UniGene數(shù)據(jù)庫檢索    3.1.3  下載UniGene Cluster中所有EsT序列  3.2  從數(shù)據(jù)庫中獲取cDNA全長序列  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  基因的電子表達譜分析  3.5  核酸序列的電子基因定位分析  主要參考文獻第4章  分子進化遺傳分析工具（MEGA 4）的使用  4.1  序列數(shù)據(jù)的獲取和比對    4.1.1  數(shù)據(jù)庫直接檢索    4.1.2  BLAST比對  4.2  遺傳距離的估計  4.3  分子鐘假說的檢驗  4.4  多序列比對結果文件格式轉(zhuǎn)換  4.5  系統(tǒng)進化樹構建    4.5.1  進化樹構建方法選擇    4.5.2  進化樹的樹形選擇    4.5.3  進化樹的拓撲結構調(diào)整    4.5.4  進化樹樹枝形態(tài)的優(yōu)化    4.5.5  進化樹的保存  主要參考文獻第5章  蛋白質(zhì)結構與功能預測  5.1  蛋白質(zhì)一級結構分析    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)結構預測    5.1.4  卷曲螺旋預測  5.2  蛋白質(zhì)二級結構分析    5.2.1  PredictProtein    5.2.2  PSIPRED  5.3  蛋白質(zhì)結構域與功能分析    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)三維結構分析    5.4.1  同源建模（homology modeling）    5.4.2  線串法（threading）    5.4.3  從頭預測（ab initio prediction）    5.4.4  蛋白質(zhì)三維結構觀察  主要參考文獻第6章  Gene Ont0Iogy數(shù)據(jù)庫和KEGG數(shù)據(jù)庫簡介  6.1  Gene Ont010gy數(shù)據(jù)庫    6.1.1  簡介    6.1.2  用關鍵詞檢索GO數(shù)據(jù)庫    6.1.3  用序列檢索GO數(shù)據(jù)庫  6.2  KEGG數(shù)據(jù)庫    6.2.1  簡介    6.2.2  根據(jù)代謝途徑名稱檢索    6.2.3  根據(jù)基因名稱檢索    6.2.4  根據(jù)序列檢索  主要參考文獻第7章  蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)分析  7.1  生物質(zhì)譜技術介紹    7.1.1  質(zhì)譜技術的基本原理    7.1.2  X！Tandem軟件    7.1.3  Mascot軟件  7.2  蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件    7.2.1  TPP簡介    7.2.2  TPP的安裝與配置    7.2.3  樣本數(shù)據(jù)準備    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  運行PeptideProphet    7.2.7  運行ProteinProphet    7.2.8  數(shù)據(jù)的過濾篩選和將結果保存成Excel文件  主要參考文獻第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)聚類分析    8.4.1  CLUSTER    8.4.2  TreeView  主要參考文獻第9章  系統(tǒng)生物學網(wǎng)絡結構分析  9.1  Cytoscape軟件簡介    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  應用Cytoscape進行基因注釋    9.4.1  BINGO插件的安裝    9.4.2  使用實例  9.5  應用Cytoscape進行細胞定位    9.5.1  Cerebral插件的安裝    9.5.2  使用實例    9.6  應用Cytoscape搜索基因相互作用文獻    9.6.1  Agilent Literature Search插件安裝    9.6.2  使用實例  9.7  應用Cytoscape做網(wǎng)絡分析    9.7.1  將BOND網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的信息輸入Cytoscape    9.7.2  網(wǎng)絡分析  主要參考文獻英漢對照詞匯索引彩圖

章節(jié)摘錄

　　第1章 序列比對工具BLAST和ClustalX的使用　　駱迎峰程尹薛慶中　　本章主要介紹序列比對工具BLAST和ClustalX的概念和使用方法。通過輸入序列從美國國家生物技術信息中心（NcBI）數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)其相似的序列；進而通過不同物種多條相似序列的比較，預測基因的功能，探索物種的親緣關系及其進化?！　?.1　序列比對BLAST　　BLAST是基本局部比對搜索工具（basic local alignment search t001）的縮寫。它的功能是對生物不同蛋白質(zhì)的氨基酸序列或不同基因的DNA序列進行比對。并從相應數(shù)據(jù)庫中找到相同或相似序列?！　CBl提供了BLAST搜索的在線服務，用戶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，BLAST搜索程序運行結束后會自動以網(wǎng)頁形式返回結果，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)庫的下載接口，用戶下載相應軟件后就可以在本地系統(tǒng)（Windows或者Unix）運行BLAST搜索。這樣更有利于用戶根據(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，進行快速搜索，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、醫(yī)學、農(nóng)學及計算機科學等領域研究的研究生、大學生、教師、醫(yī)生、研究人員、計算機工作人員提供的通俗易學的手冊和工具?！　　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)生物學分析等各類數(shù)據(jù)分析工具進行掃描和重點介紹。對于這些內(nèi)容，《DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)分析工具》則通過較多使用網(wǎng)上在線工具配以詳細的圖文注釋實現(xiàn)，同時寫作上力求通俗漸進，有助于科研及教學人員，通過培訓結合網(wǎng)絡自學，掌握數(shù)據(jù)庫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。

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