常用分子生物學(xué)軟件講解

常用分子生物學(xué)軟件講解第1頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三

一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段一般要查一些與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn),以便對自己所要做課題的最新進(jìn)展有一個基本的了解，從而確定自己的實(shí)驗(yàn)策略。較常使用軟件：ReferenceManager9.0第2頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三ReferenceManager9.0可以在線通過查找關(guān)鍵詞搜索PubMed和609個Z39.50數(shù)據(jù)庫中的專業(yè)資料,同時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屏幕，如有全文或想連接網(wǎng)絡(luò)時敲鍵盤就可到相應(yīng)的全文文章和摘要。可以直接在WORD中查找資料，并插入引用。在文章中對引用的文獻(xiàn)可以格式化，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引用格式的要求，引用時不用多窗口切換。第3頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三2.Endnote3.1.2

是一個在線專業(yè)資料查找系統(tǒng),可以保存查找資料,并在文章中對引用格式化.第4頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段

隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，就必須對實(shí)驗(yàn)過程中的DNA、RNA和蛋白質(zhì)的信息進(jìn)行各種處理，包括限制酶分析、引物設(shè)計、同源序列比較、質(zhì)粒作圖、結(jié)構(gòu)域(motif)查找、RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測、蛋白二級結(jié)構(gòu)分析、三維結(jié)構(gòu)顯示等方面的內(nèi)容。第5頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三1、綜合軟件Omiga2.0Omiga作為強(qiáng)大的蛋白質(zhì)、核酸分析軟件，它還兼有引物設(shè)計的功能。主要功能：編輯、瀏覽、蛋白質(zhì)或核酸序列，分析序列組成。用Clustal.W進(jìn)行同源序列比較，發(fā)現(xiàn)同源區(qū)。查找核酸限制性酶切位點(diǎn)、基元（Motif）及開放閱讀框（ORF），設(shè)計并評估PCR、測序引物。查找蛋白質(zhì)解蛋白位點(diǎn)（ProteolyticSites）、基元、二級結(jié)構(gòu)等。查尋結(jié)果可以以圖譜及表格顯示，表格設(shè)有多種分類顯示形式。另外，該軟件還提供了一個很有特色的類似于核酸限制酶分析的蛋白分析，對蛋白進(jìn)行有關(guān)的多肽酶處理后產(chǎn)生多肽片段。第6頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三DNASIS2.5DNASISforWindows2.5版是日立軟件公司（HitachiSofewareEngineeringCo.,Ltd.）97年推出的一個功能強(qiáng)大的序列分析軟件。包含有大部分分子生物學(xué)軟件的常用功能，可進(jìn)行DNA、RNA、蛋白質(zhì)序列的編輯和分析，甚至還能進(jìn)行質(zhì)粒作圖、數(shù)據(jù)庫查詢等功能，足可滿足一般實(shí)驗(yàn)室的要求。在DOS時代，DNASIS7等版本便是流傳甚廣并曾給過許多人以幫助的分子生物學(xué)軟件，因此我們有理由期待Win版的DNASIS會帶給我們驚喜。第7頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三DNATools5.1與Omiga,DNAsis,PCgene等屬于同一類的綜合性軟件,操作簡單功能多。DNATools設(shè)計的用戶友好、強(qiáng)大，快速、方便地獲取、貯藏和分析序列及數(shù)據(jù)庫查詢獲得的序列相關(guān)信息。DNATools包容性很好，能把幾乎所有文本文件打開作為序列。當(dāng)程序不能辨別序列的格式時（通過尋找常用序列格式的特征），會顯示這個文件的文本形式，以便你編輯生成正確的蛋白質(zhì)或DNA序列，編輯后可以再被載入程序。第8頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三DNATools若你的序列是DNATools格式時（DNA或寡核苷酸序列），程序不加注解的載入序列，程序模式調(diào)整成可以接受載入的數(shù)據(jù)類型（蛋白質(zhì)、DNA和寡核苷酸引物序列）。在一個項(xiàng)目中可以加入幾千個序列或引物，并在整個項(xiàng)目中分析這些序列及標(biāo)題。這個程序的一個特點(diǎn)是給每個序列或引物添加文本標(biāo)題。這樣就可以用自定義的標(biāo)題識別序列，而不必通過它們的文件名。第9頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三DNATools為避免丟失數(shù)據(jù)和你的工作，DNATools包括幾個挽救丟失數(shù)據(jù)的功能：一個5層的撤銷/重復(fù)功能，重新獲得原始序列的恢復(fù)功能，項(xiàng)目中加入新文件時的安全備份功能，以及在一定的時間間隔作完全備份或備份你的工作。第10頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三2、限制酶切位點(diǎn)分析DNAssist1.0原因是大多軟件只對線性序列進(jìn)行分析，那么cNNNNN…NNNgaatt環(huán)狀的序列就找不到EcoRI的位點(diǎn)。DNAssist1.0能很容易把這個EcoRI位點(diǎn)找出來。另外DNAssist在輸出上非常完美，除了圖形、線性顯示外，還有類似DNASIS的列表方式，列出有的位點(diǎn)（按酶排列，按堿基順序排列）。第11頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三3、引物設(shè)計PrimerPremier5.0

是由加拿大Premier公司開發(fā)的專業(yè)用于PCR或測序引物以及雜交探針的設(shè)計和評估的軟件，和PlasmidPremier2.02一起是該公司推出的最新的軟件產(chǎn)品。其主要界面同樣也是分為序列編輯窗口（Genetank），引物設(shè)計窗口（PrimerDesign），酶切分析窗口（RestrictionSites）和Motif分析窗口。第12頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三PrimerPremier5.0

顧名思義，該軟件就是用來進(jìn)行引物設(shè)計的。可簡單地通過手動拖動鼠標(biāo)以擴(kuò)增出相應(yīng)片段所需的引物，而在手動的任何時候，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，讓軟件自動搜索引物，并將引物分析結(jié)果顯示出來。操作非常簡單。第13頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三4、序列的同源比較（Alignment）GeneDoc3.2

GeneDoc能用用亮麗的色彩來區(qū)分相互間序列的同源性，輸出的格式一目了然，而且可以報告為進(jìn)化樹的格式。選擇項(xiàng)多，可以達(dá)到所需的要求。功能多又強(qiáng)，但要完全掌握，并不是很輕松的事。

第14頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三MACAW2.05多序列構(gòu)建與分析工作臺軟件(MultipleAlignmentConstruction&AnalysisWorkbench,MACAW)是一個用來構(gòu)建與分析多序列片段的交互式軟件。第15頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三MACAW具有幾個特點(diǎn)：1.新的搜索算法查尋類似區(qū)，消除了先前技術(shù)的許多限制。2.應(yīng)用一個最近發(fā)展的數(shù)學(xué)原理計算block類似性的統(tǒng)計學(xué)顯著性。3.使用各種視圖工具，可以評估一個候選block包含在一個多序列中的可能性。4．可以很容易地編輯每一個block。在多序列中查找一個類似片段并不是一件簡單的事，主要是因?yàn)橐檎业牧繕O大。這正是MACAW所要解決的問題。第16頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三ClustalX用來對核酸與蛋白序列進(jìn)行多序列比較（multiplesequencealignment）的軟件。多序列比較在分子生物學(xué)中是一個基本方法，用來發(fā)現(xiàn)特征序列，進(jìn)行蛋白分類，證明序列間的同源性，幫助預(yù)測新序列二級結(jié)構(gòu)與三級結(jié)構(gòu)，確定PCR引物，以及在分子進(jìn)化分析方面均有很大幫助，ClustalX很適合這些方面的要求。第17頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三5、質(zhì)粒繪圖GeneConstructionKit2.0

這一個非常好的質(zhì)粒構(gòu)建軟件包。與大多數(shù)分析的軟件不同，它制作并顯示克隆策略中的分子構(gòu)建過程；包括質(zhì)粒構(gòu)建，模擬電泳條帶；當(dāng)然還可以質(zhì)粒作圖（有無序列均可）。通過它繪出來的圖還可以繼續(xù)用來構(gòu)建克隆策略圖譜。只是該軟件由于功能太強(qiáng)，使用起來也不簡單；幸虧它附有詳細(xì)的使用幫助，認(rèn)真研究后，應(yīng)該沒有問題。

第18頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三

PlasmidPremier2.02是由加拿大的PremierBiosoft公司推出的用于質(zhì)粒作圖的專業(yè)軟件，主要用于進(jìn)行質(zhì)粒作圖，質(zhì)粒特征分析和質(zhì)粒設(shè)計。其主要界面分為序列編輯窗口（Genetank），質(zhì)粒作圖窗口（PlasmidDesign），酶切分析窗口（RestrictionSites）和紋基分析窗口（Motif）。打開程序就可進(jìn)入序列編輯窗口，可以直接打開Genbank或Vector數(shù)據(jù)庫中已知質(zhì)粒的序列文件，將序列讀入，并將有關(guān)于質(zhì)粒的各種特征，包括編碼區(qū)，啟動子，多克隆位點(diǎn)以及參考文獻(xiàn)等信息保存在Header中；也可以直接輸入序列進(jìn)行未知質(zhì)粒的設(shè)計。第19頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三6、結(jié)構(gòu)域（motif）查找

PrimerPremier5.0

的結(jié)構(gòu)域查找功能與它的引物設(shè)計一樣強(qiáng)，結(jié)果能以圖形、表格、序列三種方式輸出。同時還提供了一些未知的結(jié)構(gòu)域的列表；當(dāng)然軟件本身也提供了大量的已知結(jié)構(gòu)域的序列。第20頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三7、RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測RNAdraw

是一個進(jìn)行RNA二級結(jié)構(gòu)計算的軟件。1.它是Windows下的多文檔窗口(multipledocumentinterface)軟件，允許你同時打開多個數(shù)據(jù)處理窗口。主窗口的工具條提供一些基本功能：打開文件、導(dǎo)入文件、關(guān)閉文件、設(shè)置程序參數(shù)、重排窗口、以及即時幫助和退出程序。2.RNAdraw中一個非常非常重要的特征是鼠標(biāo)右鍵菜單打開的菜單顯示對鼠標(biāo)當(dāng)前所指向的對象/窗口可以使用的功能列表。3.RNA文庫（RNALibrary）用一種容易操作的方式來組織你所有的RNA數(shù)據(jù)文件。第21頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三RNAStructure3.5RNAStructure根據(jù)最小自由能原理，將Zuker的根據(jù)RNA一級序列預(yù)測RNA二級結(jié)構(gòu)的算法在軟件上實(shí)現(xiàn)。預(yù)測所用的熱力學(xué)數(shù)據(jù)是最近由Turner實(shí)驗(yàn)室獲得。提供了一些模塊以擴(kuò)展Zuker算法的能力，使之為一個界面友好的RNA折疊程序。第22頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三8、蛋白二級結(jié)構(gòu)分析推薦軟件：Antheprot4.5

蛋白序列分析軟件包ANTHEPROT4.5是位于法國的蛋白質(zhì)生物與化學(xué)研究院（InstituteofBiologyandChemistryofProteins）用十多年時間開發(fā)出的蛋白質(zhì)研究軟件包。軟件包包括了蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域所包括的大多數(shù)內(nèi)容，功能非常強(qiáng)大。應(yīng)用此軟件包，使用個人電腦，便能進(jìn)行各種蛋白序列分析與特性預(yù)測。更重要的是該軟件能夠提供蛋白序列的一些二級結(jié)構(gòu)信息，使用戶有可能模擬出未知蛋白的高級結(jié)構(gòu)。第23頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三9、三維結(jié)構(gòu)顯示通過各種方法計算出來的各種三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，只要在三維結(jié)構(gòu)瀏覽軟件的幫助下，才能顯示出來；從而使用戶形象地看到生物大分子的三維立體結(jié)構(gòu)。推薦軟件：第24頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三RasMol2.7

是計算化學(xué)與分子圖形學(xué)以及信息產(chǎn)業(yè)的同步高速發(fā)展的成果，使一個普通的科研工作人員，在自己的個人電腦上，就可以從Internet上的各種免費(fèi)數(shù)據(jù)庫中，下載所需觀察與研究的分子坐標(biāo)文件，進(jìn)而通過RasMol2.7以各種模式、各種角度，甚至按照自己的意愿旋轉(zhuǎn)著，觀察此分子神秘的微觀三維立體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而了解化合物分子結(jié)構(gòu)和各種微觀性質(zhì)與宏觀性質(zhì)之間的定量關(guān)系。第25頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三RasMol2.7RasMol2.7的作者是Glaxo&Wellcome公司（世界第一大制藥公司）研發(fā)中心的科學(xué)家RogerSayle。RasMol2.7最大的特點(diǎn)是界面簡單，基本操作簡單，運(yùn)行非常迅速，對機(jī)器的要求較低，對小的有機(jī)分子與大分子，如蛋白質(zhì)、DNA或RNA,均能適用，且顯示模式非常豐富。而且它程序短小，功能強(qiáng)大。尚無在功能上出其右者。其顯示窗口可以很簡單通過選擇相應(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。

第26頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三Cn3D

是由NCBI開發(fā)的用于觀看蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的軟件，其設(shè)計的主要目的是為NCBI在其站點(diǎn)中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫MMDB提供專業(yè)的結(jié)構(gòu)觀察軟件，其主要的操作界面分為兩個窗口，如右圖所示，一個為結(jié)構(gòu)窗口，另一個為序列窗口。第27頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三Cn3D與其他的類似軟件，其在結(jié)構(gòu)觀察方面主要功能上基本相似，但是圖形格式上比Rasmol和Weblabview要差一些。而在與網(wǎng)絡(luò)連接上，該軟件能依托NCBI所建立的所建立的MMDB結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，能直接根據(jù)輸入的序列號從數(shù)據(jù)庫中利用其內(nèi)嵌的Entrez搜索引擎調(diào)出蛋白結(jié)構(gòu)來進(jìn)行觀察，比其他軟件要簡便。第28頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三Cn3D而Cn3D主要的特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€蛋白放在一起直觀地進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)上的比較，如下圖中是將兩種核酸外切酶的三維結(jié)構(gòu)通過VAST對準(zhǔn)得到的結(jié)構(gòu)比較圖：同樣，Cn3D在結(jié)構(gòu)比較方面也能利用其內(nèi)嵌的Blast搜索引擎直接訪問Genbank數(shù)據(jù)庫找到具有局部相似性的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并在三維結(jié)構(gòu)圖中顯示出二者具有相似性的結(jié)構(gòu)區(qū)域。第29頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三10、格式轉(zhuǎn)換

各種軟件為了自己軟件的需要有不同的格式，對我們使用數(shù)據(jù)帶來了困難；格式轉(zhuǎn)換軟件能幫助用戶解決這一問題。推薦軟件：Seqverter1.3第30頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三Seqverter1.3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)換的格式非常之多是其它軟件所無法比擬的。另外，它可在線升級以讀寫更多格式文件。第31頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三11、電泳圖譜分析

推薦軟件：bandleader3.0

提供處理DNA或蛋白分子凝膠電泳圖象和從凝膠電泳圖象獲得相關(guān)數(shù)據(jù)的工具。它可以對電泳圖譜進(jìn)行半定量分析，識別掃描得到的WINDOWS圖象格式.BMP，是一個難得的好軟件。

第32頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出階段1、

生成出版質(zhì)量的圖片

Pov-RayforWindows3.1

相當(dāng)于一種語言，它可以修改pov格式文件，用戶還可以自己設(shè)定光源、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；并根據(jù)光源、攝像機(jī)得到生物大分子的三維圖。分辨率最大可達(dá)1280*1024。

同類軟件：該軟件能將pdb等格式的蛋白文件通過轉(zhuǎn)換，存成普通的圖形文件。第33頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三向數(shù)據(jù)庫遞交序列的

Sequin2.90

向數(shù)據(jù)庫遞交序列

Sequin2.90

能向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e-mail形式發(fā)送。第34頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三DigestDIGEST能夠掃描DNA序列并查找限制性內(nèi)切酶位點(diǎn).它支持使用者限定搜索特定的酶,如果此酶在限制性酶切酶庫文件WISCONSI.920中,它會列出酶切位置并對酶切片段按長度排序.它使用DonGilbert的讀序模塊UREADSEQ,所以讀出大部分的序列文件格式。第35頁，共40頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)27分，星期三PCMolecule