分子生物学相关软件操作与说明

分子生物学相关软件操作与说明

动医学院传染病组相关软件DNAstarPrimerprimier5.0PlasmidToolkit1.4s综合性序列工具软件，功能很广，囊括分子生物学领域大多数内容:查找ORF、序列较对、DNA序列翻译、查找重复序列、RNA折叠、酶切位点分析、双序列或多序列比较、遗传进化分析、引物设计、蛋白结构预测、序列修整EditseqGenequestmapdrowMegalignProteanPrimerselectseqManGeneTank(序列编辑)Primer(引物设计)Align(序列比较)Enzyme(酶切分析)Motif(模体分析)质粒绘图工具，操作简单。

DNAstar是一多功能软件包。目前应用最广的生物软件之一。EditSeq是能够输入，并且可以修改DNA或蛋白质序列的一种工具包。每个EditSeq文件都可以分为三个可编辑的部分：上边的一部分为序列文件，中间的一部分是评论，底部是序列的注释。

查找ORF序列信息查看

序列翻译序列较对从Editseq开始

Editseq

Editseq打开已有序列从文件菜单，选择Open。打开文件夹“DemoSequences”单击选定序列“TETHIS21”。

单击SetEnds按钮。

SetEnds被打开（如右）。5’框和3’框中键入50和850，点击OK。单击Open。

寻找开放读框

在这里，我们将确定序列中最大的ORF，并翻译它。

search菜单的“查找ORF”，点击，会出现右边的对话框。单击FindNext，

寻找第一个ORF位置。继续点击FindNext，183-455

bp的最大ORF

EditseqDNA序列翻译

选定ORF，从Goodies菜单中选择“Translate”翻译的蛋白质将出现在一新的末命名窗口。如右所示。下半部是一些蛋白质的序列信息

Editseq序列信息查看

现在我们要使用EditSeq菜单指令查看有关打开的TETHIS21序列的信息

选定目的序列，点击GOODIES菜单中的DNAStatistics。将出现左面的新窗口。

Editseq序列校对

在完成对序列的编辑后，可通过EditSeq的校读功能，进行序列较对。

单击校对发音图标（序列窗口底部张开的嘴），或者从SPEECH菜单，选Proof-ReadSequence。

Editseq

GeneQuest可以帮助你发现和注释DNA序列的feature：包括ORFS、转录因子结合位点、重复序列、RNA折叠、限制性内切酶位点等。

在这一节中，我们将对已有的GeneQuest文件“NematodeR01H10”进行操作。

从GeneQuest开始

GeneQuest查找重复序列InvertedRepeats—寻找反向重复序列。DyadRepeats—寻找palindromes回文。

DirectRepeats—寻找正向重复序列。

GeneQuestRNA折叠

GeneQuest可以以RNA折叠形式查看序列特征。

Analysis菜单中的“foldasRNA”选项。

GeneQuestGeneQuest的其他特点

序列酶切，模仿agarose凝胶电泳判定大小；打开方法帘（methodcurtain）。从MoreMethods中选择Enzymes-RestrictionMap加入方法帘。

GeneQuest从MapDraw开始

MapDraw工具可帮助你查找DNA序列中的酶切位点，以便于下步克隆实验操作。根据实验设计、分析和实验结果展示需要的不同，MapDraw可以制作6种类的酶切图。从简单的线性图到有注释的环形图，在展示限制性酶切位点的同时，还可以同时展示序列读框及其翻译结果。

MapDraw新酶切图制作

以组氨酸DNA序列“tethis21.seq”为例。首先我们寻找能够切割组氨酸DNA序列的酶切位点。

从文件菜单选择“open”,打开如右所示窗口（点线图）MapDraw其它酶切图表示方法

如右所示，是一种酶切结果的环形展示图。另有：工作表形式

线性小地图线性图

ORFMap

MapDrawMapDraw的延伸功能酶切位点按位置排序按酶的降序排序按酶切频率排序缺失酶切位点单一酶切位点MapDraw从MegAlign开始

MegAlign可进行DNA和蛋白质序列的双序列比较和多序列比较(multiplealigment)。根据多序列比较(multiplealigment)的队列(aligment)结果，可制作进化树（Phylogenetictrees）。有关序列距离的数据和残基替代情况，可以容易地作成表格。MegAlign两种基本方法

MegAlign提供两种基本的队列方法：配对比较（双序列比较）和多序列比较。“配对比较”可以比较任何2个选定序列的相似性，而“多序列比较”对输入到工作台中的所有序列进行比较分析。

MegAlign创建队列文件

从文件菜单，选EnterSequences打开EnterSequences对话框。从你DNASTAR文件夹中的“DemoMegAlign”，双击打开“HistoneSequences.”

MegAlign配对比较MegAlign提供多种DNA配对比较方法：Wilbur-Lipman，Martinez-Needleman-Wunsch和Dotplot。在这入门介绍中，我们使用第一种方法。同时选中两个序列。从ALIGN中的OnePair选择Wilbur-Lipman方法。使用默认参数进行比较，点击OK。出现如下页所示界面。

MegAlign多序列比较

为了在MegAlign中进行多序列比较，我们选择十四个相关的钙调蛋白序列进行操作。使用这个大的数据库，我们可以制作进化树，了解软件的其他特性。首先，我们要创建一个包括14个calmodulin序列的新文件。

MegAlign打开或输入序列打开“DemoMegAlign”文件夹双击打开“CalmodulinAlignment”文件从OPTIONSMENU，

使用Size命令增加字体大小到看得清楚为止。

MegAlign简单说明现在我们需要选MegAlign’s的两个多序列比较方法中的一个进行操作：Clustal或者JotunHein。如果已知序列有一定的同源性，我们推荐使用第二种，如果序列相关背景未知，可以选择Clustal。

我们使用的序列已知全部是calmodulins，所以，我们使用JotunHein。MegAlign简单说明在我们实行队列之前，我们应该选择一个权重表。MegAlign’s残基权重表，用于对多序列比较进行评分，这样虽然残基不匹配，但残基化学性质相似的序列的评分要比化学性质不相似的序列的评分要高。我们的序列是蛋白质，并且我们将使用JotunHein方法，所以“Structural”表是最好的选择。

MegAlign设置权重表l

从ALIGN菜单选择SetResidueWeightTable打开左面的窗口。l

从上面的下拉菜单选择Structural。单击同意。现在我们可以比较我们的calmodulin序列了。

MegAlign进行队列分析从ALIGNMENU选择JotunHeinMethod。队列进程窗显示比较完成的百分比。当队列完毕，工作台会显示队列的结果。MegAlign序列的差别和相似性通过VIEW菜单中的SequenceDistanc查看序列的差别和相似性。如右所示MegAlign残基取代数目通过VIEW菜单中的ResidueSubstitutions查看残基的替代数目（如右）。

MegAlignPhylogeneticTree查看

MegAlign查看队列报告

MegAlign

创建Decorations和Consensi另外，我们可以通过加入“decorations”和“consensi.”来优化展示的效果。

Decorations包括加框、加阴影和隐藏。在这节中，我们将介绍如何将一致碱基隐藏起来，使队列报告更直观、清晰。MegAlignDecorations“修饰”后的队列报告最终的队列报告如右所示MegAlign创建Decorations和Consensi

Consensi是另外一种图形展示方法，可以用来标志ambiguous残基。另外，序列中一致和不一致的残基可以用直方图在队列报告中展示。当在某个位置上，任何一个序列的残基与其他序列不一样时，一致序列就会以星号表示。并且用直方图的长短显示其中一致残基的多少。MegAlignConsensi“一致性”优化后的队列报告最终的队列报告便如右所示MegAlign从Protean开始

在这一节中，利用protean软件包，我们可以对蛋白质的二级结构、电荷分布、疏水性、抗原性等进行预测。Protean创建蛋白质分析文件

打开名为“DemoSequences.”的文件夹。

双击“HumanCalmodulin”，打开如右窗口，在这里，可以看到ProteanProtean’s蛋白质分析方法

使用蛋白酶消化与SDSPAGE电泳

Protean可以识别蛋白序列上的蛋白酶酶切位点，并将酶切片段的电泳结果以图形展示出来。

二级结构模拟

Protean能够展示诸如螺旋轮，螺旋网和beta片层等基本元件的二级结构。在这一节中，我们做一个阿尔法区域的螺旋轮二级结构。

展示滴定曲线

Protean会在等电点处加一个蓝色的“crosshairs”，以显示pH和所带电荷。

Protean

Primerprimier5.0是一种设计引物的应用软件，利用它的高级引物搜索、引物数据库、引物编辑和分析等功能可以设计出具有高效扩增能力的理想引物。primer简介该软件主要由一下四个主要功能板块组成：Primer

引物设计Align

序列比较Enzyme

酶切分析Motif

模体分析primer一些原则和说明引物长度一般为18到24个碱基控制着引物的特异性和在PCR反应中的退火温度TM值56到63°C，引物对的TM值要接近。GC含量在50%左右比较合适多义性尽量减少引物多义性，特别是3’3’EndStability

稳定性较强的5’末端和相对较弱的3’末端。primer一些原则和说明二级结构

Hairpin发卡结构：自由能值大于0

二聚体：3’末端配对很容易引起引物二聚体扩增

FalsePriming错配：降低扩增效率，特别是3’PairRating匹配度评分：满分为100，但低评分并不不定无法扩增primer一些原则和说明引物的3’端：要与模板完全配对(最后5-6个核苷酸)引物的5’端：可以添加额外的序列信息(linker、酶切位点、保护碱基)发送引物时的书写：不注明的情况下，5’－3’primer打开序列文件粘贴序列窗口

这一窗口使得一段核酸序列通过选择以四种不同的方式粘贴上去。分别为Asis、reversed、complemented以及reversecomple