分子生物学常用软件介绍教材

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1、常用分子生物学软件讲 解 软件功能分类简介 综合软件：DNAsis 2.5 Omiga 2.0 DNAtools 5.1 Bioedit DNAssist 同源分析：Promsed 2 Genetree Genedoc3.2 Kest5.1 Clastal x 引物设计：Primer Premier 5.0 oligo6.0 DNAclub 质粒绘图：Gene Contruction Kit 2.0 Plasmid Premier 2.0 WinPlas 2.6 图象观察：Vector NTI Viewer/Cn3d/Pov-Ray/ MolMol 2.5/BandLeader/RasMol

2、2.7 统计分析：Dnasis 2.5 Antheprot Macaw 2.05 RNAstructure 3.5 RNAdraw 一、实验准备阶段 一般要查一些与实验相关的文献,以便对自己所 要做课题的最新进展有一个基本的了解，从而 确定自己的实验策略。较常使用软件： Reference Manager 9.0 Reference Manager 9.0 可以在线通过查找关键词搜索PubMed和609个 Z39.50数据库中的专业资料,同时保存查找的资料 为本地文件。 资料内容和记录分上下两个屏幕，如有全文或想 连接网络时敲键盘就可到相应的全文文章和摘要 。可以直接在WORD中查找资料，并插

3、入引用。 在文章中对引用的文献可以格式化，引用的参考 资料格式有很强的用户自定义功能，可以符合各 种杂志对引用格式的要求，引用时不用多窗口切 换。 2. Endnote 3.1.2 是一个在线专业资料查找系统,可以保存查找资 料,并在文章中对引用格式化. 二、 实验实施阶段 随着实验的进行，就必须对实验过程中的 DNA、RNA和蛋白质的信息进行各种处理，包 括限制酶分析、引物设计、同源序列比较、质 粒作图、结构域(motif)查找、RNA二级结构预 测、蛋白二级结构分析、三维结构显示等方面 的内容。 1、 综合软件Omiga 2.0 Omiga作为强大的蛋白质、核酸分析软件 ，它还兼有引物设计

4、的功能。主要功能： 编辑、浏览、蛋白质或核酸序列，分析序 列组成。 用Clustal. W进行同源序列比较，发现同 源区。 查找核酸限制性酶切位点、基元（Motif ）及开放阅读框（ORF），设计并评估 PCR、测序引物。查找蛋白质解蛋白位点 （Proteolytic Sites）、基元、二级结构等 。 查寻结果可以以图谱及表格显示，表格设 有多种分类显示形式。 另外，该软件还提供了一个很有特色的类 似于核酸限制酶分析的蛋白分析，对蛋白 进行有关的多肽酶处理后产生多肽片段。 DNASIS 2.5 DNASIS for Windows 2.5版是日立软件 公司（Hitachi Sofeware

5、Engineering Co.,Ltd.）97年推出的一个功能强大的序 列分析软件。 包含有大部分分子生物学软件的常用功 能，可进行DNA、RNA、蛋白质序列的 编辑和分析，甚至还能进行质粒作图、 数据库查询等功能，足可满足一般实验 室的要求。 在DOS时代，DNASIS 7等版本便是流传 甚广并曾给过许多人以帮助的分子生物 学软件，因此我们有理由期待Win版的 DNASIS 会带给我们惊喜。 DNATools 5.1 与Omiga, DNAsis, PCgene等属于同一类 的综合性软件,操作简单功能多。 DNATools设计的用户友好、强大，快速 、方便地获取、贮藏和分析序列及数据 库查询

6、获得的序列相关信息。 DNATools包容性很好，能把几乎所有文 本文件打开作为序列。当程序不能辨别 序列的格式时（通过寻找常用序列格式 的特征），会显示这个文件的文本形式 ，以便你编辑生成正确的蛋白质或DNA 序列，编辑后可以再被载入程序。 DNATools 若你的序列是DNATools格式时（DNA 或寡核苷酸序列），程序不加注解的载 入序列，程序模式调整成可以接受载入 的数据类型（蛋白质、DNA和寡核苷酸 引物序列）。在一个项目中可以加入几 千个序列或引物，并在整个项目中分析 这些序列及标题。这个程序的一个特点 是给每个序列或引物添加文本标题。这 样就可以用自定义的标题识别序列，而 不必

7、通过它们的文件名。 DNATools 为避免丢失数据和你的工作，DNATools包括 几个挽救丢失数据的功能：一个5层的撤销/重 复功能，重新获得原始序列的恢复功能，项目 中加入新文件时的安全备份功能，以及在一定 的时间间隔作完全备份或备份你的工作。 2、限制酶切位点分析 DNAssist 1.0 原因是大多软件只对线性序列进行分析 ，那么cNNNNNNNNgaatt环状的序列 就找不到EcoR I的位点。 DNAssist 1.0能很容易把这个EcoR I位点 找出来。 另外DNAssist在输出上非常完美，除了 图形、线性显示外，还有类似DNASIS 的列表方式，列出有的位点（按酶排列 ，

8、按碱基顺序排列）。 3、 引物设计 Primer Premier5.0 是由加拿大Premier 公司开发的专业用 于PCR或测序引物 以及杂交探针的设 计和评估的软件， 和Plasmid Premier2.02一起是 该公司推出的最新 的软件产品。其主 要界面同样也是分 为序列编辑窗口（ Genetank），引物 设计窗口（Primer Design），酶切分 析窗口（Restriction Sites）和Motif分析 窗口。 Primer Premier5.0 顾名思义，该软 件就是用来进行 引物设计的。 可简单地通过手 动拖动鼠标以扩 增出相应片段所 需的引物，而在 手动的任何时候 ，

9、显示各种参数 的改变和可能的 二聚体、异二聚 体、发夹结构等 。 也可以给定条件 ，让软件自动搜 索引物，并将引 物分析结果显示 出来。 操作非常简单。 4、 序列的同源比较（ Alignment） GeneDoc 3.2 GeneDoc能用用亮丽的色彩来区分相互间序列 的同源性，输出的格式一目了然，而且可以报 告为进化树的格式。选择项多，可以达到所需 的要求。功能多又强，但要完全掌握，并不是 很轻松的事。 MACAW 2.05 多序列构建与分析工作台软件(Multiple Alignment Construction & Analysis Workbench, MACAW)是一个用来构建与分

10、析多序列片段 的交互式软件。 MACAW 具有几个特点： 1. 新的搜索算法查寻类似区，消除了先 前技术的许多限制。 2. 应用一个最近发展的数学原理计算 block类似性的统计学显著性。 3. 使用各种视图工具，可以评估一个候 选block包含在一个多序列中的可能性。 4 可以很容易地编辑每一个block。在 多序列中查找一个类似片段并不是一件 简单的事，主要是因为要查找的量极大 。这正是MACAW所要解决的问题。 Clustal X 用来对核酸与蛋白序列进行多序列比较（ multiple sequence alignment）的软件。 多序列比较在分子生物学中是一个基本方法， 用来发现特征

11、序列，进行蛋白分类，证明序列 间的同源性，帮助预测新序列二级结构与三级 结构，确定PCR引物，以及在分子 进化分析方 面均有很大帮助，Clustal X很适合这些方面的 要求。 5、 质粒绘图 Gene Construction Kit 2.0 这一个非常好的质粒构建软件包。与大 多数分析的软件不同，它制作并显示克 隆策略中的分子构建过程；包括质粒构 建，模拟电泳条带；当然还可以质粒作 图（有无序列均可）。通过它绘出来的 图还可以继续用来构建克隆策略图谱。 只是该软件由于功能太强，使用起来也 不简单；幸亏它附有详细的使用帮助， 认真研究后，应该没有问题。 Plasmid Premier2.02

12、 是由加拿大的Premier Biosoft公司推出 的用于质粒作图的专业软件，主要用于 进行质粒作图，质粒特征分析和质粒设 计。其主要界面分为序列编辑窗口（ Genetank），质粒作图窗口（Plasmid Design），酶切分析窗口（Restriction Sites）和纹基分析窗口（Motif）。打开 程序就可进入序列编辑窗口，可以直接 打开Genbank或Vector数据库中已知质 粒的序列文件，将序列读入，并将有关 于质粒的各种特征，包括编码区，启动 子，多克隆位点以及参考文献等信息保 存在Header中；也可以直接输入序列进 行未知质粒的设计。 6、 结构域（motif）查找 P

13、rimer Premier 5.0 的结构域查找功能与它的引物设计一样强，结 果能以图形、表格、序列三种方式输出。同时 还提供了一些未知的结构域的列表；当然软件 本身也提供了大量的已知结构域的序列。 7、 RNA二级结构预测 RNAdraw 是一个进行RNA二级结构计算的软件 。 1. 它 是Windows下的多文档窗口 (multiple document interface) 软件，允 许你同时打开多个数据处理窗口。主窗 口的工具条提供一些基本功能：打开文 件、导入文件、关闭文件、设置程序参 数、重排窗口、以及即时帮助和退出程 序。2. RNAdraw中一个非常非常重要 的特征是鼠标右键菜

14、单打开的菜单显示 对鼠标当前所指向的对象/窗口可以使 用的功能列表。 3. RNA文库（RNA Library）用一种容易操作的方式来组织 你所有的RNA数据文件。 RNAStructure 3.5 RNA Structure 根据最小自由能原理，将 Zuker的根据RNA一级序列预测RNA二级结构 的算法在软件上实现。预测所用的热力学数据 是最近由Turner实验室获得。提供了一些模块 以扩展Zuker算法的能力，使之为一个界面友 好的RNA折叠程序。 8、 蛋白二级结构分析 推荐软件：Antheprot 4.5 蛋白序列分析软件包ANTHEPROT 4.5是位于法国的蛋白质生物与化学研究

15、院（Institute of Biology and Chemistry of Proteins）用十多年时间开发出的蛋白 质研究软件包。软件包包括了蛋白质研 究领域所包括的大多数内容，功能非常 强大。应用此软件包，使用个人电脑， 便能进行各种蛋白序列分析与特性预测 。更重要的是该软件能够提供蛋白序列 的一些二级结构信息，使用户有可能模 拟出未知蛋白的高级结构。 9、 三维结构显示 通过各种方法计算出来的各种三维结构的数据 ，只要在三维结构浏览软件的帮助下，才能显 示出来；从而使用户形象地看到生物大分子的 三维立体结构。推荐软件：RasMol 2.7.1 RasMol 2.7 是计算化学与分子

16、图形学以及信息产业 的同步高速发展的成果，使一个普通的 科研工作人员，在自己的个人电脑上， 就可以从Internet上的各种免费数据库中 ，下载所需观察与研究的分子坐标文件 ，进而通过RasMol 2.7以各种模式、各 种角度，甚至按照自己的意愿旋转着， 观察此分子神秘的微观三维立体结构， 进而了解化合物分子结构和各种微观性 质与宏观性质之间的定量关系。 RasMol 2.7 RasMol 2.7的作者是Glaxo&Wellcome公 司（世界第一大制药公司）研发中心的 科学家Roger Sayle。 RasMol 2.7最大的 特点是界面简单，基本操作简单，运行 非常迅速，对机器的要求较低，对小的 有机分子与大分子，如蛋白质、DNA或 RNA, 均能适用，且显示模式非常丰富 。而