啟動(dòng)子分析轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)

啟動(dòng)子分析-----------轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子分析-----------轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子是DNA分子能夠與RNA聚合酶特異結(jié)合的部位，也就是使轉(zhuǎn)錄開(kāi)始的部位。在基因體現(xiàn)的調(diào)控中，轉(zhuǎn)錄的起始是個(gè)核心。經(jīng)常某個(gè)基因與否應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)決定于在特定的啟動(dòng)子起始過(guò)程。啟動(dòng)子普通可分為兩類(lèi):(1)一類(lèi)是RNA聚合酶能夠直接識(shí)別的啟動(dòng)子。這類(lèi)啟動(dòng)子應(yīng)當(dāng)總是能被轉(zhuǎn)錄。但事實(shí)上也不都如此，外來(lái)蛋白質(zhì)可對(duì)其有影響，即該蛋白質(zhì)可直接阻斷啟動(dòng)子，也可間接作用于鄰近的DNA構(gòu)造，使聚合酶不能和啟動(dòng)子結(jié)合。(2)另一類(lèi)啟動(dòng)子在和聚合酶結(jié)和時(shí)需要有蛋白質(zhì)輔助因子的存在。這種蛋白質(zhì)因子能夠識(shí)別與該啟動(dòng)子次序相鄰或甚至重疊的DNA次序。因此，RNA聚合酶能否與啟動(dòng)子互相作用是起始轉(zhuǎn)錄的核心問(wèn)題，似乎是蛋白質(zhì)分子如何能識(shí)別DNA鏈上特異序列。例如，RNA聚合酶分子上與否有一種活性中心能夠識(shí)別出DNA雙螺旋上某特異序列的化學(xué)構(gòu)造?不同啟動(dòng)子對(duì)RNA聚合酶的親和力各不同。這就可能對(duì)調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始的頻率，亦即對(duì)基因體現(xiàn)的程度有重要不同。DNA鏈上從啟動(dòng)子直到終止子為止的長(zhǎng)度稱(chēng)為一種轉(zhuǎn)錄單位。一種轉(zhuǎn)錄單位能夠涉及一種基因，也能夠涉及幾個(gè)基因。啟動(dòng)子預(yù)測(cè)軟件大致分為三類(lèi)，第一類(lèi)是啟發(fā)式的辦法，它運(yùn)用模型描述幾個(gè)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位定向及其側(cè)翼構(gòu)造特點(diǎn)，它含有挺高的特異性，但未提供通用的啟動(dòng)子預(yù)測(cè)辦法；第二類(lèi)是根據(jù)啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的特性，從轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位的密度推測(cè)出啟動(dòng)子區(qū)域，這辦法存在較高的假陽(yáng)性；另一類(lèi)是根據(jù)啟動(dòng)子區(qū)本身的特性來(lái)進(jìn)行測(cè)定，這種辦法的精確性比較高。同時(shí)，還能夠結(jié)合與否存在CpG島，而對(duì)啟動(dòng)子預(yù)測(cè)的精確性做出輔助性的推測(cè)。啟動(dòng)子預(yù)測(cè)軟件有：PromoterScan;Promoter2.0;NNPP;EMBOSSCpgplot;CpGPrediction啟動(dòng)子及轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)及預(yù)測(cè)工具冷泉港啟動(dòng)子分析程序介紹在線預(yù)測(cè)和分析基因啟動(dòng)子（promoter）普通在公共數(shù)據(jù)庫(kù)中，如NCBI、UCSC、Ensembl給出的人類(lèi)基因序列都沒(méi)有對(duì)基因進(jìn)行具體的標(biāo)注。但是，有諸多在線工具，能夠預(yù)測(cè)和分析基因序列上的啟動(dòng)子、內(nèi)含子、UTR區(qū)等。在這里就簡(jiǎn)樸總結(jié)收集某些網(wǎng)站，備用。1.NCBI上的FindingPromoter（NCBI推薦的）（）PromoterScanfromtheBioinformaticsandMolecularAnalysissectionofNIH.TFSearchfromtheComputationalBiologyResearchCenterofJapan.DRAGONGeneStartFinderfromtheDRAGONGenomeExplorersite.2.Promoter2.0PredictionServer（）Promoter2.0predictstranscriptionstartsitesofvertebratePolIIpromotersinDNAsequences.Ithasbeendevelopedasanevolutionofsimulatedtranscriptionfactorsthatinteractwithsequencesinpromoterregions.Itbuildsonprinciplesthatarecommontoneuralnetworksandgeneticalgorithms.3.TFSEARCH（）SearchingTranscriptionFactorBindingSites(ver1.3)4.NeuralNetworkPromoterPrediction(伯克利大學(xué))（:9005/seq_tools/promoter.html）5.TheMarkovChainPromoterPredictionServer(杜克大學(xué))（）6.NeuralNetworkPromoterPrediction(BIosino：中國(guó)生物信息)（）7.Core-PromoterPredictionProgram（byMichaelZhang）（）PROMOTERFINDINGANDANALYSISPROGRAMSONTHEINTERNET--------------------------------------------------------------------------------TRANSPLORER(TRANScriptionexPLORER)Dnanalyze(TFmapping)DragonPromoterFinder1.2(TSSfinderandpromoterregionanalysis)FunSiteP2.1HCtata(TATAsignalprediction)McPromoterVer.3MatInspector(SearchforTFbindingsites)ModelGeneratorandModelInspectorNNPP2.1(TSSfinder)PromoterInspector(Strandnon-specificpromoterregionfinder)Promoter2.0(TSSfinder)PromoterScanII(Promoterregionprediction)RGSiteScanSignalScan(SearchforEukaryoticTranscriptionalElements)TESS(SearchforTranscriptionElements)TFSEARCH(PredictsTFbindingsitesbasedonTRANSFACdata)TRANSFAC(TFdatabaseandanumberofassociatedprograms)TSSGandTSSWPROMOTER2.0普通擬定啟動(dòng)子的算法能夠分成兩種,一種根據(jù)啟動(dòng)子區(qū)多個(gè)轉(zhuǎn)錄信號(hào),如TATA盒、CCAAT盒,結(jié)合對(duì)這些保守信號(hào)及信號(hào)間保守的空間排列次序的識(shí)別進(jìn)行預(yù)測(cè)。如PROMOTER2.0,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辦法擬定TATA盒、CCAAT盒、加帽位點(diǎn)(capsite)和GC盒(GCbox)的位置和距離,識(shí)別含TATA盒的啟動(dòng)子。PROMOTERSCAN根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位在基因組中分布的不平衡性,將轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位分布密度與TATA盒的權(quán)重矩陣(weightmatrix)結(jié)合起來(lái),從基因組DNA中識(shí)別出啟動(dòng)子區(qū)[3]。但上述程序預(yù)測(cè)的假陽(yáng)性率較高,PROMOTER210每23kb出現(xiàn)一種假陽(yáng)性;PRO2MOTERSCAN平均每19kb出現(xiàn)一種假陽(yáng)性。PromoterInspector另一種辦法根據(jù)啟動(dòng)子區(qū)序列的特性進(jìn)行預(yù)測(cè)。Promo2terInspector從一組訓(xùn)練序列中提取出啟動(dòng)子區(qū)的環(huán)境特性,并將外顯子、內(nèi)含子和3’端非翻譯區(qū)的特性與啟動(dòng)子區(qū)加以分辨,從而在基因組中擬定啟動(dòng)子位置FirstEF近來(lái)尚有某些程序?qū)⑸鲜鲛k法與CpG島(CpGislands)信息相結(jié)合。CpG島是一段200bp或更長(zhǎng)的DNA序列,核苷酸G+C的含量較高,并且CpG雙核苷酸的出現(xiàn)頻率占G+C含量的50%以上。許多脊椎動(dòng)物的啟動(dòng)子區(qū)都與CpG島的位置重疊。FirstEF(http://rulai1cshl1org/tools/FirstEF/)搜索通過(guò)5’UTR定位技術(shù)構(gòu)建的第一外顯子數(shù)據(jù)庫(kù),識(shí)別第一剪切點(diǎn)(firstsplicingdonorsite),結(jié)合CpG島信息,擬定啟動(dòng)子區(qū)。這種辦法使預(yù)測(cè)的敏感性和特異性都明顯提高。該程序預(yù)測(cè)含CpG島的啟動(dòng)子的敏感性和特異性都高于90%,預(yù)測(cè)不含CpG島的啟動(dòng)子的精確性相對(duì)略低。TRRD數(shù)據(jù)庫(kù),每個(gè)條目對(duì)應(yīng)一種基因。應(yīng)用權(quán)重矩陣數(shù)據(jù)庫(kù)搜索轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位的程序涉及SIGNALSCANMatInspector轉(zhuǎn)錄因子搜索程序(transcriptionalfactorsearch,TF2SEARCH)等等。盡管基于PWM的搜索比較敏感,但它最大的缺點(diǎn)就是假陽(yáng)性率過(guò)高,在預(yù)測(cè)的成果中有諸多結(jié)合部位并不真正含有生物學(xué)功效。COMPEL數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)擬定的復(fù)合元件不多,COMPEL數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄了近200條經(jīng)實(shí)驗(yàn)擬定的復(fù)合元件的信息。如果轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合部位的預(yù)測(cè)成果中包含復(fù)合元件,顯然比單個(gè)元件更有可能含有生物學(xué)功效。Co-Bind程序通過(guò)建立兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子