常用科研軟件

1、在互聯(lián)網(wǎng)上，有很多軟件可以解決對(duì)單個(gè)基因進(jìn)行研究的分子生物實(shí)驗(yàn)人員從立項(xiàng)到最后寫論文的實(shí)際問題。本文提供了對(duì)相同作用的很多軟件進(jìn)行比較后推薦給一線實(shí)驗(yàn)人員使用的Windows應(yīng)用軟件。本文不介紹對(duì)多基因甚至基因組序列進(jìn)行分析的輔助軟件。 一、資料收集整理階段。本階段需要查找某個(gè)項(xiàng)目專題的文章,并寫出對(duì)該專題的綜述,以便對(duì)自己所要做的課題的現(xiàn)狀有一個(gè)基本的了解。 推薦軟件：Reference Manager 9.0 優(yōu)點(diǎn)：可以在線通過查找關(guān)鍵詞搜索PubMed和609個(gè)Z39.50數(shù)據(jù)庫中的專業(yè)資料,保存查找的資料為本地文件。資料內(nèi)容和記錄分上下兩個(gè)屏幕，如有全文或想連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)點(diǎn)擊一個(gè)鍵就可以到

2、相應(yīng)的全文文章和摘要?？梢灾苯釉赪ORD中查找資料，插入引用，并在文章中對(duì)引用格式化，引用的參考資料格式有很強(qiáng)的用戶自定義功能，可以符合各種雜志對(duì)引用格式的要求，引用時(shí)不用多窗口切換。導(dǎo)入Endnote的數(shù)據(jù)庫，可以作為本地資料管理軟件。 缺點(diǎn)：沒有非常明顯的缺點(diǎn)。 同類參考軟件：Endnote 二、序列分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模擬階段。 序列分析包括基本序列分析（限制酶分析、結(jié)構(gòu)域(motif)查找、引物設(shè)計(jì)）、序列比對(duì)（Alignment）、contig拼裝、二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等方面。其中大部分分析在本階段進(jìn)行，小部分在實(shí)驗(yàn)過程或最后結(jié)果分析中進(jìn)行。 本階段分析的項(xiàng)目包括限制酶分析、引物設(shè)計(jì)、序列比對(duì)、質(zhì)

3、粒作圖、結(jié)構(gòu)域(motif)查找、RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)分析、克隆策略圖譜、三維結(jié)構(gòu)顯示等方面的內(nèi)容。 1、 合性軟件。這類軟件要求對(duì)本階段上述的大部分功能均具備，而且這類軟件在一些專項(xiàng)分析上仍有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 推薦軟件：Vector NTI Suite 6.0 優(yōu)點(diǎn)：不喜歡裝備各種專業(yè)性強(qiáng)的軟件，而希望用一個(gè)綜合性的軟件代替的同志可以選擇本軟件。本階段的大部分功能它都有。該軟件具體特有良好的數(shù)據(jù)庫管理（增加、修改、查找），對(duì)要操作的數(shù)據(jù)放在一個(gè)界面相同的數(shù)據(jù)庫中統(tǒng)一管理。軟件中的大部分分析可以通過在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行選定（數(shù)據(jù)）->分析->結(jié)果（顯示、保存和入庫）三步完成。在分析

4、主界面，軟件可以對(duì)核酸蛋白分子進(jìn)行限制酶分析、結(jié)構(gòu)域查找等多種分析和操作，生成重組分子策略和實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行限制酶片段的虛擬電泳，新建輸入各種格式的分子數(shù)據(jù)、加以注釋，輸出高質(zhì)量的圖像。Vector NTI Suite還有以下獨(dú)立的分析程序，完成相關(guān)分析。這些獨(dú)立的程序，可以通過選定->分析->結(jié)果三步調(diào)用。 l 3DMol顯示PDB格式分子的三維結(jié)構(gòu) l Align X序列相似性比較 l Align Xblocks序列局部完全相同比較 l BioPlot幾十種核酸蛋白序列分析、理化性質(zhì)分析 l ContigExpress將小片段拼裝成長序列 l GCGConverterGCG格式文

5、件轉(zhuǎn)換成NTI的格式 l PubMed/Entrez Search搜索PubMed、PDB、GenBank l Back Translation核酸->蛋白->核酸反向翻譯的工具 l Matrix Editor矩陣數(shù)據(jù)編輯 l Tools Manager連接其他程序和網(wǎng)絡(luò)連接的界面。分成Align、Analyze、Assemble、Tools四部分。 同類參考軟件：DNASTAR 4.03 Omiga 2.0 DNASIS 2.5 DNATools 5.1 2、 制酶分析?？赡苁亲詈唵蔚墓δ芰耍闷胀ǖ奈谋舅阉饕材苷页鱿鄳?yīng)的序列位點(diǎn)。正因如此，我們希望軟件在結(jié)果輸出上有更完美的表現(xiàn)

6、。另外幾乎所有的軟件都沒有考慮在酶切位點(diǎn)前應(yīng)該有保護(hù)堿基，所以該分析通過，并不能在實(shí)驗(yàn)中總能通過。 推薦軟件：DNAssist 1.0 優(yōu)點(diǎn)：作為序列基本分析項(xiàng)目，能進(jìn)行限制酶分析的軟件很多，但很少有軟件成為合格的限制酶分析軟件。原因是大多軟件只對(duì)線性序列進(jìn)行分析，對(duì)cNNNNNNNNgaatt環(huán)狀的序列就找不出EcoR I的位點(diǎn)。這個(gè)軟件能非常簡單地達(dá)到這個(gè)目的把這個(gè)EcoR I位點(diǎn)找出來的軟件。DNAssist在輸出上非常完美，除了圖形、線性顯示外，還有列表方式，列出有的位點(diǎn)（按酶排列，按堿基順序排列）、沒有的位點(diǎn)。 缺點(diǎn)：顯示結(jié)果是黑白的，不是非常亮麗。 同類參考軟件：Primer Pr

7、emier 5.0 Vector NTI Suite 6.0 其他多種軟件 3、 引物設(shè)計(jì)。引物設(shè)計(jì)一般包括用于檢測(cè)和用于進(jìn)一步分子操作的引物。其中用于分子操作的在原來序列上設(shè)計(jì)，加上接頭和保護(hù)堿基。但幾乎所有軟件都沒有考慮接頭和保護(hù)堿基的設(shè)計(jì)。因此能否對(duì)假定的引物進(jìn)行各種屬性的分析，參考各種結(jié)果，最后找到合適的引物序列便成為選擇軟件的最關(guān)鍵。 推薦軟件：Primer Premier 5.0 優(yōu)點(diǎn)：顧名思義，該軟件就是用來進(jìn)行引物設(shè)計(jì)的?？梢院唵蔚赝ㄟ^手動(dòng)拖動(dòng)鼠標(biāo)以擴(kuò)增出相應(yīng)片段所需的引物，而在手動(dòng)的任何時(shí)候，下面顯示各種參數(shù)的改變和可能的二聚體、異二聚體、發(fā)夾結(jié)構(gòu)等。也可以給定條件，讓軟件自

8、動(dòng)搜索引物，并將引物分析結(jié)果顯示出來。而且進(jìn)行這些操作非常簡單。 缺點(diǎn)：沒有明顯缺點(diǎn) 同類參考軟件：Vector NTI Suite 6.0 DNAClub、Oligo 5.0 4、 序列比對(duì)。序列比對(duì)包括部分完全相同序列查找和序列相似性排列兩類。與限制酶分析相似，由于這類軟件的算法沒有多大變化，內(nèi)核大都是相同的，所以其結(jié)果輸出和易用性也成了更重要的標(biāo)準(zhǔn)。 推薦軟件: GeneDoc 3.2，MagAlign 4.03（Lasergene Suite） 優(yōu)點(diǎn)：GeneDoc用亮麗的色彩來區(qū)分相互間序列的同源性，輸出的格式一目了然，而且可以報(bào)告為進(jìn)化樹的格式。選擇項(xiàng)多，可以達(dá)到所需的要求。但該軟

9、件操作較為麻煩。MagAlign可以簡單操作進(jìn)行序列比對(duì)。 同類參考軟件：Vector NTI Suite 6.0等 5、 質(zhì)粒作圖。這也是最常用的序列顯示功能。我們要求軟件能對(duì)已知序列自動(dòng)作圖，對(duì)未知序列但關(guān)鍵部位位置清楚的質(zhì)粒也能作圖。主要是標(biāo)示各種酶切位點(diǎn)、基因序列、特定結(jié)構(gòu)域序列。 推薦軟件：Gene Construction Kit 2.0 優(yōu)點(diǎn)：符合上述對(duì)質(zhì)粒作圖的所有要求，而且做出來的圖可以用到下面要講到的克隆策略圖譜中去。 缺點(diǎn)：該軟件使用實(shí)在太不方便。 參考軟件：Winplas 2.6 pDRAW32 等 6、 結(jié)構(gòu)域（motif）查找。與限制酶的分析相似，這也是一個(gè)文本查找

10、的內(nèi)容，關(guān)鍵在于以何種方式顯示查詢結(jié)果。 推薦軟件：Primer Premier 5.0 優(yōu)點(diǎn)：該軟件的結(jié)構(gòu)域查找和限制酶查找一樣，結(jié)果以圖形、表格、序列三種方式提供，而且提供了不存在的的結(jié)構(gòu)域的列表。軟件本身提供了大量的結(jié)構(gòu)域序列。 缺點(diǎn)：對(duì)于環(huán)狀的序列好象也無法解決末端結(jié)構(gòu)域的查找問題（與限制酶分析類似）。 參考軟件：沒有很出色的競(jìng)爭軟件 7、 序列查找下載工具。 推薦軟件：Vector NTI Suite 6.0: PubMed-Entrez Searching 優(yōu)點(diǎn)：該軟件是一個(gè)客戶端程序，需在聯(lián)網(wǎng)時(shí)使用，可以查詢NCBI網(wǎng)站核酸、蛋白、基因、三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)人員來說，可以象使用一

11、個(gè)普通軟件一樣簡單上手，結(jié)果可以保存在VNTI本地?cái)?shù)據(jù)庫中，與其他軟件協(xié)同處理。 缺點(diǎn)：沒有明顯的缺點(diǎn)。 參考軟件：Network Entrez 8、 RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)及分析。似乎人們?cè)诙?jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面沒有什么明確的模型。因此，對(duì)這類軟件只能以參考參考的心態(tài)來使用了，不能報(bào)任何希望。 推薦軟件：RNAdraw 1.1b2 優(yōu)點(diǎn)：軟件短小精悍，能將我們想知道的各種參數(shù)計(jì)算出來。 缺點(diǎn)：大多數(shù)功能通過右鍵彈出菜單進(jìn)行，對(duì)普通人員不太慣。 參考軟件：RNAStructure 3.5 9、 蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)分析。不要指望軟件能給你帶來一個(gè)有三維結(jié)構(gòu)的蛋白，所謂的分析只能給你一個(gè)蛋白某些片段有形成什么結(jié)構(gòu)

12、的趨向。結(jié)果判定還是要靠人本身。 推薦軟件：Vector NTI Suite 6.0 ：Bioplot 優(yōu)點(diǎn)：軟件能夠提供蛋白序列的一些二級(jí)結(jié)構(gòu)信息，以便于我們對(duì)未知結(jié)構(gòu)蛋白的結(jié)構(gòu)做個(gè)假想。簡單易用，可以和Vector NTI Suite程序協(xié)同。 參考軟件：Antheprot 4.5 10、 克隆策略圖譜。幾乎所有人都用手工或用繪圖軟件來畫出整個(gè)克隆過程，各種位點(diǎn)只能大概估計(jì)，與核酸的序列之間的關(guān)系當(dāng)然無從談起?，F(xiàn)在終于有可以解決問題的軟件登陸了。 推薦軟件：Gene Construction Kit 2.0 優(yōu)點(diǎn)：可以將載體與目的基因各自進(jìn)行適當(dāng)?shù)南拗泼盖泻煤?，連接成新的載體-基因?？梢詫?/p>

13、整個(gè)克隆過程用圖示方式表示出來。可以根據(jù)適當(dāng)?shù)膍arker將電泳圖畫出來，而且可以和掃描的實(shí)際結(jié)果對(duì)照。整個(gè)過程相當(dāng)于模擬一個(gè)克隆過程，還沒開始做實(shí)驗(yàn)，就大致知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果了。提供了一個(gè)相當(dāng)詳細(xì)的教學(xué)文件。更何況如前所述，它還是一個(gè)優(yōu)秀的質(zhì)粒作圖軟件。 缺點(diǎn)：要使用它，實(shí)在需要重新學(xué)習(xí)。雖然使用較難，看在有詳細(xì)教學(xué)文件和功能急需及強(qiáng)大的份上，也是非常值得的。 參考軟件：沒有 11、 三維結(jié)構(gòu)顯示。用各種方法計(jì)算出來的各種三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)只有在相關(guān)軟件幫助的情況下，才能顯示出其本來面目，使得我們對(duì)這些分子的結(jié)構(gòu)有一個(gè)直觀的體會(huì)。 推薦軟件：RasMol 優(yōu)點(diǎn)：程序短小，功能強(qiáng)大。其顯示窗口可以很簡

14、單通過選擇相應(yīng)的菜單來顯示分子的三維結(jié)構(gòu)。用命令行窗口，通過輸入命令可以執(zhí)行和顯示復(fù)雜和要求極高的三維圖形。 缺點(diǎn)：在擁有強(qiáng)大功能的命令行窗口使用命令時(shí)，需記住大量的命令，還要對(duì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)有了解。不用命令窗口時(shí)無法顯示金屬原子、二硫鍵等最關(guān)鍵的部位。 參考軟件：ICMlite 1.0 Cn3D 說明：三維結(jié)構(gòu)顯示有一個(gè)軟件是瀏覽器插件，就是Chime 2.0 ，它與其他三維結(jié)構(gòu)顯示的作用有些不同，需與瀏覽器一起起作用。 12、翻譯/ORF Finding 推薦軟件：Gene Construction Kit 2.0 優(yōu)點(diǎn)：可以自動(dòng)查找ORF并翻譯出蛋白序列，可以選擇不同的密碼子?？梢杂脤?shí)線

15、框?qū)NA序列、蛋白序列、酶切位點(diǎn)等框起來用于文章寫作。 缺點(diǎn)：操作困難。與競(jìng)爭對(duì)手Primer Premier 5.0相比，只有查找ORF和可以使用實(shí)線框的優(yōu)點(diǎn)。而后者操作簡單，而且內(nèi)置很多不同種類的密碼子。 參考軟件：Primer Premier 5.0， Vector NTI Suite 6.0 13、 格式轉(zhuǎn)換。各種軟件為了自己軟件的需要有不同的格式，對(duì)我們使用數(shù)據(jù)帶來了困難。格式轉(zhuǎn)換軟件可以將不同格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以方便使用。 推薦軟件：Seqverter 1.3 優(yōu)點(diǎn)：使用簡單，填寫輸入文件和輸出文件名就可以完成格式轉(zhuǎn)換。而且能夠轉(zhuǎn)換的格式非常之多。可在線升級(jí)以讀寫更多格式文件。 參考軟

16、件：Visual Sequence Editor 1.1 三、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析階段。本階段由于各實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和方法的不同差異太大，如若用到軟件，請(qǐng)參考機(jī)器配備之軟件。但也有一些共同的要求和使用的軟件。 1、單向電泳條帶定量分析。 推薦軟件：BandScan 4.50 優(yōu)點(diǎn)：通用的電泳膠條帶定量分析軟件，手動(dòng)、自動(dòng)找到條帶，手動(dòng)的條帶可以是無規(guī)則的，可以清除背景。進(jìn)行分子量、百分比、質(zhì)量、波峰等方面的定量分析。直接使用掃描儀。將數(shù)據(jù)輸出到excel文件。 參考軟件：band leader 3.0 2、 據(jù)統(tǒng)計(jì)分析作圖?？赡茉谀承┣闆r下需要用到這類軟件。由于專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件也很多，比較出色。我們只

17、推薦一個(gè)比較適合生物的軟件SigmaPlot 2000。 3、 序列拼裝。這是多基因方面用得比較多的程序，在單基因的研究中有時(shí)也會(huì)用到。 推薦軟件：SeqMan 4.03 （Lasergene Suite） 優(yōu)點(diǎn)：該軟件可以對(duì)多達(dá)64000的片段進(jìn)行拼裝。整個(gè)拼裝過程即時(shí)顯示，并提示可能的完成時(shí)間。拼裝結(jié)果采用序列、策略等方式顯示。 參考軟件：Vector NTI Suite 6.0 四、文章寫作和結(jié)果發(fā)表。本階段主要是對(duì)所獲得的結(jié)果整理，并發(fā)表在合適的地方。 1、 文獻(xiàn)引用。 推薦軟件：Reference Manager 9.0 優(yōu)點(diǎn)：可以自動(dòng)將文章中的各種文獻(xiàn)引用按不同期刊的要求排列，在期

18、刊間轉(zhuǎn)換只需幾秒鐘。寫文章時(shí)會(huì)在word中將查找到相應(yīng)的文獻(xiàn)列出，方便寫作。 參考軟件：EndNote 2、 生成出版質(zhì)量的圖片。發(fā)表時(shí)，對(duì)用到的分子結(jié)構(gòu)的圖片質(zhì)量要求較高，直接從RasMol等軟件中截取的圖片質(zhì)量不夠精美。 推薦軟件：Pov-Ray for Windows 3.1 優(yōu)點(diǎn)：軟件相當(dāng)于一種語言，修改pov格式文件，可以定義光源、攝像機(jī)、材質(zhì)、陰影等因素，把生物分子的表面用材質(zhì)填充，根據(jù)光源、攝像機(jī)得到分子三維圖的一個(gè)角度的圖。分辨率最大可達(dá)1280*1024。圖象質(zhì)量精美。 缺點(diǎn)：難以使用。而且用的是自己的格式。好在有一個(gè)叫povchem的輔助軟件可以將最常見的pdb格式文件轉(zhuǎn)為pov格式。 參考軟件：molmol 3、 序列遞交。結(jié)果中有新的序列需要遞交到各大數(shù)據(jù)庫中必須符合各數(shù)據(jù)庫的要求。除了下面推薦的軟件外，也可以通過寫好一種格式后，用格式轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換為其他種類格式，以向不同的數(shù)據(jù)庫遞交序列。 推薦軟件：Sequin 3.32 優(yōu)點(diǎn)：向GenBank、EMBL、DDBJ三大核酸序列庫遞交序列?？梢圆挥米屑?xì)考慮各數(shù)據(jù)庫文件的具體格式，以問答填表格的形式，將需遞交的序列和相關(guān)資料填好?？梢栽诰€直接發(fā)送，也可以生成相應(yīng)格式文件，以email形式發(fā)送。 缺點(diǎn)：一步一步填表的方式對(duì)