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1、1,真核生物基因结构的 预测分析,动物科技学院,贾 斌,2,基因组序列cDNA序列,基因组功能分析,3,真核生物基因的主要结构,4,基因结构分析常用软件,5,开放读码框的识别,开放读码框（open reading frame, ORF) 是一段起始密码子和终止密码子之间的碱基序列 ORF 是潜在的蛋白质编码区,6,7,ORF识别：GENSCAN,http:/genes.mit.edu/GENSCAN.html,8,9,9,GENSCAN输出结果：文本,起始外显子,终止外显子,加尾信号,启动子,权重,10,11,转录调控序列分析 CpG岛、启动子区域和转录终止信号的预测,12,CpG岛的预测,C
2、pG岛 常位于真核生物基因转录起始位点，GC含50% ，长度200bp的一段DNA序列。,13,CpG岛的预测：CpGPlot,http:/www.ebi.ac.uk/Tools/emboss/cpgplot/,预测单元窗口,步移,观测值与期望值打分,最小GC含量,CpG岛的长度,反向链和互补链是否预测,15,16,GENESCAN 预测结果 起始为532bp 终止于51783bp,观测值与期望值的比值,GC含量的比值,预测得到的CpG,预测得到的CpG,17,转录终止信号,上游作用元件：AAUAAA,下游作用元件：GC rich二重对称区、UUUUUU,18,转录终止信号预测：POLYAH,
3、19,GENESCAN预测结果 PolyA位点52490bp,POLYAH输出结果,对预测起佐证的作用,权重,吻合,20,启动子区结构,启动子（Promoter） 位于结构基因5端上游，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA结合并具有转录起始的特异性。 转录起始位点(Transcription start site, TSS) PYCAPY（嘧啶） 核心启动子元件(Core promoter element) TATA box，Pribnow box （TATAA) 上游启动子元件(Upstream promoter element，UPE) CAAT box，GC box，SP1，Otc 增强
4、子(Enhancer),21,原核和真核生物基因转录起始位点上游区结构,原核生物,真核生物,上游启动子元件，UPE,核心启动子元件,转录起始位点,22,启动子结合位点分析常用软件,23,启动子预测：PromoterScan,http:/www-bimas.cit.nih.gov/molbio/proscan/,去掉该选项,24,PromoterScan输出结果,基因密码子偏好性,25,1.研究蛋白质结构功能中的作用 2.在表达外源基因方面的作用 3.在生物信息学研究中的作用,基因密码子偏好性: CodonW,26,http:/mobyle.pasteur.fr/cgi-bin/portal.p
5、y?form=codonw#forms:codonw,CAI (Codon Adaptation Index)密码子适应指数 目标基因与高表达基因的密码子偏好性的相似程度。 （1完全相同，0完全不相同，本例为0.173） CBI (Condon Bias Index)密码子偏好指标 目标基因与随机序列的最优密码子的差异程度 （1完全偏好，0随机情况，可能为负值，本例为-0.049） Fop (Frequency of optimal codon)最优密码子频率 目标基因的最优密码子数与全部同义密码子数的比值 （1完全偏好，0完全无偏好，本例为0.380）,27,多个密码子编码同一个氨基酸，同义
6、密码子。有些物种偏好某些（12种）同义密码子，这12种同义密码子即为高表达密码子。该现象叫密码子偏好性。,28,CodonW结果界面,有效密码子数,GC含量,同义密码子总数,有效密码子总数,外源表达蛋白的物理性质（亲疏水性）,外源表达蛋白芳香性,29,内含子/外显子剪切位点识别,如何分析核酸序列中的外显子组成？ 通过对特征序列(GT-AG)的分析进行直接的预测基因预测软件（NetGene2） 与相应的基因组序列比对，分析比对片段的分布位置（Spidey）,30,31,剪切位点识别：NetGene2,http:/www.cbs.dtu.dk/services/NetGene2/,32,NetGene2输出结果,33,mRNA剪切位点识别：Spidey,NCBI开发的在线预测程序 用于mRNA序列同基因组序列比对分析,http:/www.ncbi.nih.gov/spidey,34,Spidey同源序列的获得:序列比对,通过BLAST进行序列比对，找到可能同源的相似性好的一系列mRNA序列。,35,36,Spidey输出结果,37,Thanks!,
