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对一条新的基因序列进行生物信息学的分析 海南中学 作者：许汝言 指导老师：黄小葵 论文摘要 ?-甘露聚糖酶的新菌种A.tabescens EJLY2098获得的新基因序列（ 命名为man）进行生物信息学的分析。针对然后结合利用所获得的信息设计生物学方法证实其生物学功能。 关键词：?-甘露聚糖酶；A.tabescens EJLY2098；生物信息学 论文目的和意义 英国《自然》杂志网络版报道，2.23亿个碱基对，占人类基因组中碱基对总量的8%左右第一号染色体信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头,在获得了蛋白质编码区的信息后,进行蛋白质空间结构的预测和模拟,然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。就是说,生物信息学的主要任务是组织和分析生物学数据,而生物学数据的分析离不开计算机算法的运用。因此,可以说生物信息学是一门集生命科学、计算机科学、数学、物理学为一身的多学科交叉的前沿学科。 生物信息学的主要研究对象是序列,即一维的分子排列顺序所分析,包括DNA分子碱基序列和编码蛋白质的氨基酸序列。DNA序列分析的主要任务是基因识别和发现某些功能区(如启动子、增强子等),DNA序列研究的最终目的是说明遗传语言的语法和语法规则,从而最终读懂DNA序列。蛋白质的结构预测研究始终是生物信息学的核心内容之一,目前研究工作是利用一级结构中的氨基酸排列顺序所隐藏的信息来预测蛋白质的高级结构,而蛋白质结构研究的最终目标是阐明肽链的折叠规律,即所谓破译“第二套生物学密码”。 “基因组计划”积累了大量生物信息。而生物信息学的任务就是挖掘和利用这些信息,从众多生命信息中发现统一的,本质的,有用的规律。而这些规律必将促进生命科学,如结构生物学,生物技术,药物设计,分子进化等研究工作的进展。 所以,生物信息学将在“后基因组”的时代,发挥极其重要的作用,这将有助于全部读懂人类基因组的全部信息,有助于揭示基因组物质结构的复杂性,有助于生命起源和生物进化问题的最终解决,有助于识别与鉴定人类特定疾病的相关基因,有助于药物设计理论和方法的改进和提高。[1-10] 研究现状 随着信息学大环境的改善,如信息高速公路、国际互联网的发展,生物信息学发展迅速。美国、日本及欧洲各国的生物信息学已相继在Internet上建立了各自的网络节点,进行管理大型数据库,为研究人员提供研究数据的分析、处理、采集、交换的服务。国际互联网所到之处,都有各种研究机构的联网、数据库的建立,开展生物信息学研究。各种数据库各具特色：：随着人类基因组计划的实施[12]。本论文通过对从真菌Ａ．tabescens中克隆出一个基因的全长cDNA进行生物信息的分析，预测这个未知cDNA的功能． 目前因特网上有许多生物学信息库，采用不同的算法，对生物学数据进行从序列水平到结构层次，进而到功能的多种分析。本章的分析主要利用这些数据库和相关软件完成。 材料和仪器 （1）生物技术实验室从一株产?-甘露聚糖酶的新菌种A.tabescens EJLY2098克隆出一个全长cDNA（命名为man） （2）可以连接国际互联网的计算机 核酸序列的基本分析 运用DNAMAN软件分析核酸序列的分子质量、碱基组成和碱基分布。同时运用BioEdit（版本）软件对man做酶切谱分析。 碱基同源性分析 运用NCBI信息库的BLAST程序对man进行碱基同源性分析(Translated query tien database(blastx)) 网站如下：/BLAST/ 参数选择：Translated query-protein database [blastx]； nr;stander1 开放性阅读框（ORF）分析 利用NCBI的ORF Finder程序对man做开放性阅读框分析，网址如下： /projects/gorf/orfig.cgi 参数选择：Genetic Codes：1 Standard 对蛋白质序列的结构功能域分析 运用简单模块构架有哪些信誉好的足球投注网站工具（Simple Modular Architecture Research Tool,SMART）对manORF出的蛋白质序列进行蛋白质结构功能域分析。该数据库由EMBL建立，其中集成了大部分目前已知的蛋白质结构功能域的数据。[12] 网址如下： http://smart.embl-heidelberg.de/ 运用NCBI的BLAST程序再对此蛋白质序列进行rpsBlast分析 参数选择：Search Data