基因组学_课件_5.基因组序列的诠释.ppt

5基因组序列的诠释2问题基因组序列的诠释A起始密码子ATG
B信号肽分析
C终止密码子
D3’端的确认
E非编码序列、内含子
F密码子偏爱性
G外显子－内含子边界
H上游调控序列
I软件预测

5.1在基因组中搜寻基因5.1在基因组中搜寻基因5.1在基因组中搜寻基因A起始密码子ATG

第一个ATG的确定(依据Kozak规则)

Kozak规则是基于已知数据的统计结果

所谓Kozak规则，即第一个ATG侧翼序列的碱基分布所满足的统计规律Kozak规则:

若将第一个ATG中的碱基A，T，G分别标为1,2,3位，侧翼碱基序列具有以下特征：

第4位的偏好碱基为G

ATG的5’端约15bp范围的侧翼序列内不含碱基T

在-3，-6和-9位置，G是偏好碱基

除-3，-6和-9位，在整个侧翼序列区，C是偏好碱基B信号肽分析

信号肽分析软件(SignalP)http://www.cbs.dtu.dk/services/signalP

把预测过程中证实含完整mRNA5’端的序列翻译为蛋白序列

然后用SignalP软件对前50个氨基酸序列(从第一个ATG对应的甲硫氨酸Met开始)进行评估，如果SignalP分析给出正面结果，则测试序列有可能为信号肽
C终止密码子

终止密码子:TAA,TAG,TGA

GC%=50%终止密码子每64bp出现一次

GC%>50%终止密码子每100－200bp出现一次

由于多数基因ORF均多于50个密码子，因此最可能的选择应该是ORF不少于100个密码子
D3’端的确认

3’端的确认主要根据Poly(A)尾序列，若测试DNA片段不含Poly(A)序列，则根据加尾信号序列“AATAAA”和BLAST同源性比较结果共同判断
E非编码序列、内含子

高等真核生物多数外显子长度少于100个密码子，有的不到50个密码子甚至更少
F密码子偏爱性

编码同一氨基酸的不同密码子称为同义密码，其差别仅在密码子的第3位碱基不同

不同种属间使用同义密码的频率有很大差异，如人类基因中，丙氨酸（Ale）密码子多为GCA,GCC或GCT,而GCG很少使用G外显子－内含子边界

外显子和内含子的边界有一些明显的特征

如：内含子的5‘端或称供体位（donorsite）常见的顺序为5’-AG↓GTTAAGT-3’

3’端又称受体位（acceptorsite)，多为5‘PyPyPyPyPyPyCAG-3’(Py：嘧啶核苷酸，T或C)H上游调控序列

几乎所有基因（或操纵子）上游都有调控序列，它们与DNA结合蛋白作用，控制基因表达

通过同源性比较来预测mRNA的5’端，最常用的与转录起始位点相关的数据库是真核启动子数据库(TheTRADATProject,EukaryoticPromoterDatabase,EPD.http://www.epd.unil.ch/)

另外个别生物基因组的特有组成也可作为判别依据，如脊椎动物基因组许多基因的上游都有CpG岛
I软件预测

采用NCBI的ORF预测软件(ORFfinder:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/orfig.cgi)判断ORF的可能范围5.1在基因组中搜寻基因5.1在基因组中搜寻基因问题5.1在基因组中搜寻基因5.1在基因组中搜寻基因一.利用计算机分析基因功能

二.实验分析确定基因功能

三.其他的基因功能研究方法

四.主要技术及原理方法
一.利用计算机分析基因功能

1.同源性确定基因功能

2.同源性分析在酵母基因组计划中的应用
1.同源性确定基因功能同源基因一般不会有完全一致的核苷酸序列，因为不同的基因或不同的生物都会独立地发生随机突变，但它们有相似的序列，大部分未突变的核苷酸位置是相同的当一个新基因的序列被确认后，根据同源性可以从数据库中查找已知序列的同源基因。根据进化的相关性，可以根据已知的同源基因推测新基因的功能同源性分析可以给出整个基因或其中某一区段功能的有关信息2.同源性分析在酵母基因组计划中的应用二.实验分析确定基因功能

1.基因失活在基因功能分析的作用

2.基因的超表达用于功能检测

基因的功能是一个过程，是从基因到表型的一系列生理生化反应过程。现在的基因功能研究与传统的遗传分析正好相反，传统的遗传分析是从表型出发最终到达基因（正向遗传学），而在基因组计划中研究基因功能则是从基因出发，最终到达表型（反向遗传学）。因此必须寻找一系列的实验方法来鉴别与目标基因相关的表型

基因失活是基因功能分析的主要手段基因失活
基因剔除（knock-out）
反义RNA技术
转座子插入突变5.2基因功能的测定反义RNA技术反义RNA由基因的负链（模板链的互补链）编码，可以与由功能基因转录而成的正义RNA形成双链结构，干扰mRN