基于Matlab的序列比对分析说明书

1实验四基于MATLAB的序列比对分析洗手实验目的洗手了解MATLAB7X生物信息工具箱中的序列比对方法；BEEF洗手熟悉从数据库获取序列信息,查找序列的开放阅读框,将核普酸序列转换为氨基酸序列,绘制比较两氨基酸序列的散点图,用NEEDLEMANWUNSCH算法和SMITHWATERMAN算法进行比对,以及计算两序列的同一性的方法；BEEF洗手熟悉与序列比对相关的生物信息学函数。洗手洗手所需软件洗手MATLAB70或MATLAB70以上的版本洗手洗手实验内容洗手序列比对是生物信息学的重要基础。洗手进行序列比对的目的之一是判断两个序列之间是否具有足够的相似性，吃饭从而判定二者之间是否具有同源性。洗手序列比对的基本算法主要有两个，吃饭一个是用于全局比对的NEEDLEMANWUNSCH算法，吃饭另一个是主要用于局部比对的SMITHWATERMAN算法，吃饭而后者又是在前者的基础上发展起来的。洗手在MATLAB生物信息工具箱中，吃饭序列比对主要用这两种算法。洗手洗手确定两个序列的相似性是生物信息学的基础工作，吃饭通过序列比对（又称序列联配），吃饭可以确定两个序列是否具有同源性。洗手洗手洗手查找序列信息洗手TAYSACHS症是一种由于缺乏氨基已糖苷酶A（HEXA）而导致的常染色体隐性遗传疾病。洗手这种酶能分解大脑和神经细胞中的神经节苷脂（GM2）。洗手基因HEXA编码该酶的亚基，吃饭而第三个基因GM2A编码活化剂蛋白质GM2。洗手洗手查找目的基因TAYSACHS洗手在NCBI（HTTP/WWWNCBINLMNIHGOV）上查找信息，吃饭在SEARCH列表中选择NUCLEOTIDE,在FOR框中输入TAYSACHS,点击GO。洗手洗手洗手读入序列数据洗手查找结果返回编码酶HEXA的和亚基的基因和编码活化剂酶的相关页面。洗手NCBI中人类基因HEXA的登录号是NM_000520。洗手用FASTAREAD或GENBANKREAD函数可将基因信息被以结构列表的形式导入MATLAB工作区。洗手洗手方式1BEEF洗手HUMANHEXAFASTAREADNM_000520TXTBEEF洗手HUMANHEXAGETFIELDHUMANHEXA,SEQUENCE；BEEF洗手2方式2BEEF洗手HUMANHEXAGENBANKREADNM_000520GB；BEEF洗手HUMANHEXAGETFIELDHUMANHEXA,SEQUENCE洗手读入另一序列的信息MOUSEHEXA洗手许多基因的序列和功能通过同源基因在进化过程中被保留下来。洗手同源基因就是有共同祖先或是相似序列的基因。洗手查找公共数据库的目的之一就是找出相似的基因。洗手如果用户能在数据库中定位一个未知的基因，吃饭那么这个未知基因和已知基因的功能和特征很可能是相同的。洗手洗手用FASTAREAD或GENBANKREAD函数可将鼠类HEXA基因信息被以结构列表的形式导入MATLAB工作区（NCBI中鼠类基因HEXA的序列号是AK080777）。洗手洗手方式1BEEF洗手MOUSEHEXAFASTAREADAK080777TXTBEEF洗手MOUSEHEXAGETFIELDMOUSEHEXA,SEQUENCE洗手方式2BEEF洗手MOUSEHEXAGENBANKREADAK080777GB；BEEF洗手MOUSEHEXAGETFIELDMOUSEHEXA,SEQUENCE洗手2确定蛋白质编码序列洗手一个核苷酸序列在蛋白质编码段的前后都包含了调控序列。洗手通过分析这个序列，吃饭可以确定在编码最终蛋白质中亚氨基酸的核苷酸。洗手洗手21查找人类HEXA的ORF洗手使用SEQSHOWORFS函数输出人类HEXA的所有阅读框中ORF中起始和终止密码子的位置。洗手洗手HUMANORFSSEQSHOWORFSHUMANHEXA洗手结果显示了三个阅读框的ORF,分别以蓝色、BEEF红色和绿色标记,其中最长的ORF在第1个阅读框。洗手洗手阅读框部分省略洗手阅读框部分省略洗手洗手洗手阅读框部分省略洗手洗手22确定鼠类HEXA的ORF洗手3使用SEQSHOWORFS函数输出人类HEXA的所有阅读框中ORF中起始和终止密码子的位置。洗手洗手MOUSEORFSSEQSHOWORFSMOUSEHEXA洗手结果得到三个阅读框的ORF,分别以蓝色、BEEF红色和绿色标记,其中最长的ORF在第一个阅读框。洗手洗手洗手FRAME1洗手洗手阅读框部分省略洗手阅读框部分省略洗手洗手阅读框部分省略洗手3比较氨基酸序列洗手在确定核苷酸序列中的ORF之后，吃饭就可以将核苷酸序列的蛋白质编码段转换为相应的氨基酸序列。洗手并使用比对功能来确定两序列的相似性。洗手洗手31将ORF转换为氨基酸序列洗手MOUSEPROTEINNT2AAMOUSEHEXABEEF洗手由于人类的ORF在第一个阅读框,所以需要指出其位置洗手HUMANPROTEINNT2AAHUMANHEXA,FRAME,1BEEF洗手32绘制散点图洗手比较人类和鼠类的氨基酸序列。洗手洗手SEQDOTPLOTHUMANPROTEIN,MOUSEPROTEIN,4,1洗手YLABELHUMANHEXOSAMINIDASEABEEF洗手XLABELMOUSEHEXOSAMINIDASEABEEF洗手洗手洗手散点图是确定两序列相似性最简单的方法之一。洗手图中对角线平直连续,表示这两个序列相似性较好。洗手洗手33比对这两个氨基酸序列洗手下面NWALIGN函数有目的地比对两序列。洗手采用的是NEEDLEMANWUNSCH算法,可返回全局比对的计算统计量。洗手洗手GLOBALSCORE,GLOBALALIGNMENTNWALIGNHUMANPROTEIN,MOUSEPROTEIN洗手SHOWALIGNMENTGLOBALALIGNMENTBEEF洗手4洗手5IDENTITIES486/75365,POSITIVES570/75376洗手34截短序列洗手寻找终点BEEF洗手HUMANSTOPSFINDHUMANPROTEIN洗手MOUSESTOPSFINDMOUSEPROTEIN洗手下面将序列截短至只含第一个甲硫氨酸至第一个停止符,进行局部比对。洗手截短序列至只包含蛋白质的氨基酸序列和停止符。洗手洗手洗手HUMANSEQHUMANPROTEIN70HUMANSTOPS2BEEF洗手HUMANSEQFORMATTEDSEQDISPHUMANSEQ洗手MOUSESEQMOUSEPROTEIN11MOUSESTOPS1BEEF洗手MOUSESEQFORMATTEDSEQDISPMOUSESEQ洗手35比对被截短的氨基酸序列洗手GLOBALSCORE,GLOBALALIGNMENTNWALIGNHUMANSEQ,MOUSESEQBEEF洗手SHOWALIGNMENTGLOBALALIGNMENTBEEF洗手IDENTITIES450/54083,POSITIVES507/54094洗手洗手136局部比对两氨基酸序列洗手下面SWALIGN函数有目的地比对两序列。洗手采用的是SMITHWATERMAN算法,可返回局部比对的计算统计量。洗手洗手LOCALSCORE,LOCALALIGNMENTSWALIGNHUMANPROTEIN,MOUSEPROTEINBEEF洗手SHOWALIGNMENTLOCALALIGNMENTBEEF洗手IDENTITIES454/54783,POSITIVES514/54794洗手洗手