生物信息学分析实践

目录 序 前言 **章 生物信息学简介 1 1.1 生物信息学基础 1 1.1.1 什么是生物信息学 1 1.1.2 生物信息学的形成与发展 2 1.1.3 生物信息学的研究内容 4 1.2 生物信息学应用 6 1.2.1 生物信息学的热点领域 6 1.2.2 信息技术与生物信息学 8 第二章 数据库检索 11 2.1 综合性数据库NCBI 11 2.1.1 NCBI简介 11 2.1.2 NCBI数据库介绍 12 2.1.3 Entrez简介 14 2.1.4 Entrez检索实例 15 2.2 综合性数据库EMBLＧEBI 19 2.2.1 EBI简介 19 2.2.2 EBI数据库简介 20 2.2.3 SRS简介 21 2.2.4 SRS检索实例 22 2.2.5 BioMart简介 23 2.2.6 BioMart检索实例 23 2.3 UCSC基因组浏览器 27 2.3.1 UCSC基因组浏览器简介 27 2.3.2 UCSC基因组浏览器检索实例 28 第三章 引物设计及测序结果分析 30 3.1 引物设计 30 3.1.1 概述 30 3.1.2 常规PCR引物设计实例分析 36 3.1.3 简并引物设计 53 3.2 测序结果分析 60 3.3 序列拼接实例分析 61 第四章 核酸序列分析 75 4.1 常规分析 75 4.1.1 核酸序列的检索 75 4.1.2 核酸序列组分分析 75 4.1.3 序列变换 77 4.1.4 限制性酶切分析 78 4.2 比对分析 82 4.2.1 BLAST比对 82 4.2.2 双序列比对 87 4.2.3 多序列比对 89 4.3 基因结构识别 93 4.3.1 ORF识别及其可靠性验证 93 4.3.2 启动子及转录因子结合位点分析 97 4.3.3 重复序列分析 99 4.3.4 CpGisland 101 4.3.5 3′UTR区 102 第五章 蛋白质序列分析 105 5.1 蛋白质序列的基本性质分析 105 5.1.1 理化性质分析 105 5.1.2 疏水性分析 107 5.1.3 跨膜区分析 110 5.1.4 信号肽预测 112 5.1.5 Coil区分析 116 5.1.6 亚细胞定位 118 5.2 结构域分析及motif搜索 120 5.2.1 结构域分析 120 5.2.2 motif搜索 123 5.3 空间结构预测 126 5.3.1 蛋白质二级结构预测 126 5.3.2 蛋白质三级结构预测 129 5.3.3 蛋白质结构预测方法评价 138 5.4 抗原表位预测分析 139 5.4.1 B淋巴细胞抗原表位预测分析 140 5.4.2 T淋巴细胞抗原表位预测分析 145 第六章 分子进化与系统发育分析 149 6.1 进化的分子基础 149 6.1.1 进化树与分子系统学 149 6.1.2 相似性与同源性 151 6.1.3 分子进化 151 6.2 系统发育分析 151 6.2.1 DNA和氨基酸序列的进化演变 153 6.2.2 系统发育树的种类 153 6.2.3 用于系统发育分析的分子标记选择 154 6.2.4 常用的构树方法及其甄选 156 6.2.5 系统发育分析常用软件 159 6.3 系统发育分析的检验 165 6.3.1 系统发育分析方法可靠性的评价 165 6.3.2 系统树的误差分析及消除方法 166 6.4 系统树的评估 168 6.5 系统发育分析实例 168 6.5.1 使用MEGA软件重建NJ树 172 6.5.2 使用PAUP软件重建NJ树 174 6.5.3 使用MEGA软件重建MP树 175 6.5.4 使用PAUP软件重建MP树 176 6.5.5 使用PAUP软件重建ML树 177 6.5.6 贝叶斯树 177 第七章 RNA分析 181 7.1 RNA简介 181 7.1.1 RNA的结构 182 7.1.2 RNA的功能 182 7.1.3 RNA研究进展与展望 184 7.2 RNA二级结构 184 7.2.1 RNA的二级结构概述 184 7.2.2 RNA二级结构的预测方法 186 7.2.3 RNA结构预测实例分析 188 7.3 高效siRNA的设计 191 7.3.1 RNAi的作用机制 192 7.3.2 siRNA的设计原则 193 7.3.3 影响RNAi的其他因素 193 7.3.4 siRNA的设计步骤 194 7.3.5 siRNA的合成 194 7.3.6 siRNA干涉效果的评判 195 7.3.7 siRNA相关数据库介绍 195 7.3.8 siRNA设计实例分析 196 7.4 microRNA分析 198 7.4.1 microRNA作用机制概述 198 7.4.2 miRNA功能与研究方法 200 7.4.3 miRNA生物信息学分析 201 7.4.4 miRNA及其靶基因预测的实例分析 206 主要参考文献及网址 211 附录 218 附录1 常用生物学数据库 218 附录2 各种主要的RNA二级结构预测软件比较 219 附录3 名词解释 221 彩图