序列分析实践报告序列分析软件GUI设计实践报告班 级：姓 名：学 号： 指导老师：2015年12月30日一、概述在MATLAB课程设计实践中，通过参考《MATLAB 7.X生物信息工具箱 的应用 基因序列分析》系列文献，运用Matlab7.0生物信息工具箱，设计出用于生物学领域的软件GUI界面该软件在工具箱提供的开放环境 里，可以实现对核昔酸序列及蛋白质（氨基酸）序列的序列分析及比对的 功能软件整体界面如下：本作品由MATLAB7制作完成，实现序列分析和序列对比两大功能其 中序列分析功能实现对象为核甘酸序列及氨基酸序列，而序列比对的功能 实现对象为氨基酸序列序列分析的功能包括绘制密度图、计算4种核昔酸分布（画图+显示 数据）及互补核昔酸数、绘制每个开放阅读框热红外分布图、二聚体分布 图、计算密码子及其分布（包含绘制其红外密度图）、显示核昔酸的开放 阅读框、实现摘录子序列、实现核昔酸与氨基酸的互相转化、计算氨基酸 数目、绘制开放阅读框对应的氨基酸分布柱状图、计算氨基酸分子量，计 算氨基酸序列的元素组成的功能，这些功能将通过mitochondria核昔酸序 列及其对于氨基酸序列演示而对于序列比对的功能，我准备了氨基酸序列之间的散点图对比图功 能，全局序列对比的功能，局部序列对比的功能以及计算M起始序列（从 第一个M氨基酸到第一个终止密码子的序列）的功能。
这些功能通 过对比mitochondria与hexosaminidase（这是一个结构体，但是这里只取其 序列部分）的编码氨基酸序列来进行演示本软件还有两个附属功能，第一就是把密码子转换成氨基酸的功能, 可在对应窗口实现，方便使用者查找对应的氨基酸第二，就是可以访问 用户指向的网址的功能下曲将会分块介绍这些具体的功能：二、软件GUI界面介绍① 绘图区域（axes）:有两个，是用来展示密度图线，核昔酸分布图 等图标用的② 可编辑文本框（edit）与下拉文本框（listbox）:本程序 含有3个主要的可编辑文本框，前两个用于显示对应的核背酸与氨基酸的序列，中间的一个长条形的 文本框是用來输出绘图或者是核昔酸/氨基酸功能的输出数据的其他的文 本框用于显示开放阅读框，氨基酸信息，或供用户输入基因序列的文件号 /需要查询的密码子等次要功能下拉文本框负责显示3个开放阅读框的 每一个编码的起始与终止位置，以及他们的长度等信息③ 然后是功能按键（pushbutton）,主要用来执行相应的操作，分为 氨基酸功能区和核昔酸功能区，序列分析和序列比对的功能分布在其中其他的功能按 键主要来实现打开网页，读取基因序列，提取子序列，分析开放阅读框, 查找密码子对应的氨基酸的功能。
④下拉菜单部分：下拉菜单主要是供用户选择需要执行的功能的 比如可以选择是从网站下载序列还是从工具箱中直接读取文件，又或者是提取子序列 也可以在是选择输出什么样的图形，具体的会在功能具体介绍时指出三、全局函数设计的理念概述1. 数据全局变量：在数据存放变量方血，本程序采用了 S SI S2 S3 S4 orfs DATA Prol Pro2 共9个全局变量，S是核昔酸序列暂存变量，负责存放用户最新存放的核 昔酸，比如用户读入1号核昔酸序列，S就会具有这个序列的值，再比如 当提収过子序列后，最后提取的子序列也会存在这个变量里面，对于开放 阅读框也是同理，而核背酸的操作部分就是针对S进行操作，也就是说用 户左后操作的DNA序列将被用来实现核背酸的功能S1是一号窗口的核昔酸序列存放的变量，S2则是S1提取的子序列存 放的变量，S3是2号窗口的核昔酸存放的变量，S4是S3提取的子序列存 放的变量Orfs则存放了核昔酸序列的全部开放阅读框的信息，给“开放 阅读框”功能处理Rrol存放S1提取的子序列（也就是S2）转换成氨基 酸后的序列，Pro2存放了 S3提取的子序列（也就是S4）转换成氨基酸后 的序列，他们分别显示在氨基酸窗口 1/2中。
DATA则存放画图表所需要的 数据，他是图标的数据源他们Z间的的具体关系将于介绍功能的时候详 细介绍2. 定位全局变量:为了实现在指点窗口中绘图的功能，在函数编写上，通过设计四个全 局变量hl、h2^ pl^ p2来完成hl和pl表示坐标窗口 1, h2和p2表示 坐标窗口 2英函数代码为：fun ct io n Program_Op enin gFc n( hObject, eventdata, han dies, varargi n)global hl h2 pl p2hl=findobj('Tag','axesl');h2=findobj('Tag','axes2');pl=get(hl/'position ');p2=get(h2,'position ');3. 自己编写的函数：为完成各项功能绘图源/分析后数据的结果在可编辑文本框中的输出, 编写dispdata函数来实现，其负责将DATA全局变量的值显示在“数据输 出”中同时，该函数也实现对输出结果的排序，可以进行正常排序和降 序排序(用户可以在”数据输出“下面的下拉菜单选择)。
函数代码为：function dispdata(DATA)codonsort=fieldnames(DATA);codonvalue=struct2cell(DATA);l=le ngth(cod on value);valuesort=zeros(l,l)；for i=l:lvaluesort(i)=codo nvalue{i};end n=get(findobj('Tag','popupmenu8'),'value');讦(n==2)[valuesort,lsort]=sort(valuesort,l,'descend');cod on sort=codo nsort(lsort);endcod on sort=strcat(cod on sort,':'‘ nu m2str(valuesort));set(findobj('Tag'?'listboxll '力& #39;string',codonsor t);%” listboxll” 是该 edit 的 TAG为了把orfs中存放的三个开放阅读框的值分别显示到三个listbox中, 编写了 disporfs函数，其功能是利用循环，将三个开放阅读框的值放到对 应的显示框中，英代码为：function disporfs(orfs,j,Slength)sc=struct2cell(orfs(j));if isempty(sc{l})set(findobj('Tag'zstrcat('edit',num2str(j+5))), 'String ',[]);set(findobj('Tag'zstrcat(' listbox',nu m2str(j))), 'String& #◎[]);return;endscl=sc{l}';sc2=sc{2}';nl=len gth(scl);n 2=length(sc2);start 二 nu m2str(scl);stop 二 nu m2str(sc2);if nl>n2stop=strvcat(stop, num2str(Sle ngth));sc2(nl,l)=Sle ngth;endL=sc2-scl+l;[LsortJsort]=sort(L,l/'descend ');n=get(findobj('Tag',strcat('popupmenu ',num2str(j+4))), 'value');讦 n==2orf=strcat(start(lsort,:),',',stop(lsort,:), '/',num2str(Lsort));n 二 1;elseorf=strcat(start, '/',stop/',',num2str(L));n=lsort(l);endcolor二['b'/'r','g'];set(findobj('Tag',strcat('edit',num2str(j+5))),'String& #39;,strcat('Start',num2str(n：L),'Stop',num2str(n2)/' Max',num2str(Lsort(l))));set(findobj('Tag',strcat('listbox',num2str(j))),'String',orf,'Foregro un dColor',color(j));set(findobj('Tag',strcat (& #39; listbox',num2str(j)))/'value',n);为了执行给每个开放阅读框所包含的密码子绘制红外图谱的功能，编写 IRF 函数：function figl2=IRF(frame);global S hl h2 pl p2delete(hl);hl=axes('position',pl);subplot(hl);Data=codoncount(S/'frame',frame,'figure',true);title(sprintf('%号阅读框密码子红外图谱 S frame));delete(h2);h2 二 axes('position ',p2);subplot(h2);Data=codoncount(S,'reverse',true,'frame',frame,'figu「e',true);title(sprintf('%号阅读框密码子红外图谱'，frame));四、序列分析功能介绍1.序列读取/载入该功能实现把冃标序列读入软件窗口的功能，前两个可以从网络数据 库中下载核昔酸和氨基酸序列，只要用户输入相应的登陆号即可。
第三个 选项可以供用户在本地的mat文件中读取序列，需要输入文件名，第四个选项供用户提取核甘。