生物信息在临床遗传的运用

1,生物信息在临床遗传的运用,2,概要,如何绘制家系图？如何获得疾病的遗传信息？如何读测序结果？如何确定序列改变性质？如何确定突变与疾病的关系?,3,一、如何绘制家系图？,4,Cyrillic2特征：,Viewupto9familiesindifferentWindowsCutandpastefamiliesorpartsoffamiliesToolbaricons,statusbarandtooltipsguidenewusersSwitchbetweentreeandcirculardisplayMaximumof10,000individualsperfamilyand250markersperchromosomeToolsforspeed-drawingofnewfamiliesSpacedrawingsevenly,5,Cyrillic2特征（续）：,ColorhaplotypebarstoshowinheritanceandmultiplecrossoversCrossoverscalculatedfromphenotypedataManynewinputandoutputformatsAnnotationtool:entertextandmovetoanypositionandsettoanyfont,sizeorcolorPrintpreviewMultipleundomoveandundodeletetoolCalculatekinshipandinbreedingcoefficientsAutomaticrecognitionofconsanguinity,6,一个遗传病家系图,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,*.FAM文件只能用cyrillic打开并修改；建议家系图绘制完成后，同时以图片格式复制到WORD中，保存。,28,29,二、如何获得疾病的遗传信息？,OMIM以PKU为例介绍PubMed核酸序列数据库GenBank/,30,1.OMIM（OnlineMendelianInheritanceinMan，联机人类孟德尔遗传）,OMIM是及时且权威的关于人类基因和遗传性疾病表型的纲要性数据库，是MendelianInheritanceinMan(MIM)（1998年）的不断更新电子版本，由VictorA.McKusick博士等编辑整理。该数据库从1960年开始收集数据。,31,OMIM提供了两种检索方式：根据字符串检索，可以关键词对数据库进行查询；根据基因定位检索，可根据疾病或基因所处的染色体位置，如1p21等对数据库进行查询。FTP上可以下载疾病图，基因图以及全部OMIM数据,32,33,34,OMIM条目第一个数字代表的意义,1-(100000-)Autosomaldominant(entriescreatedbeforeMay15,1994)2-(200000-)Autosomalrecessive(entriescreatedbeforeMay15,1994)3-(300000-)X-linkedlociorphenotypes4-(400000-)Y-linkedlociorphenotypes5-(500000-)Mitochondriallociorphenotypes6-(600000-)Autosomallociorphenotypes(entriescreatedafterMay15,1994),35,每个条目组成部分包括,标题（包括同义词）表型，基因产物与基因的描述疾病缺陷的性质，包括发病机理与病理生理遗传学，包括定位疾病的诊断与处理等位变异体（表型变异体，主要是疾病的分子基础）文献,36,37,38,2.PubMed,是规模最大的生物医学类文献数据库之一，建于70年代初，由美国国家医学图书馆维护;MEDLINE:收录了1966年至今世界70余个国家的4,600余种生物医学类期刊数据来源Non-MEDLINE:超出MEDLINE范围条目，PMC(PubMedCeltral)包括引用、摘要和杂志的索引术语，以及直接链接到出版商全文网址,39,40,PKU,41,42,一个数据库记录(entry)一般由两部分组成：原始序列数据和描述这些数据生物学信息的注释(annotation)。注释中包含的信息与相应的序列数据同样重要和有应用价值。,3.核酸序列数据库,43,目前国际上有3个主要的DNA序列数据库GenBankNCBI维护EMBL:EuropeanMolecularBiologyLaboratoryEBI维护DDBJ:DNADatabankofJapan日本国立遗传学研究所维护,44,表1.1三个主要DNA序列数据库网址数据库(Database)网址(Address)GenBank/Genbank/GenbankOverview.htmlEMBLhttp:/www.ebi.ac.uk/embl/DDBJhttp:/www.ddbj.nig.ac.jp/,45,46,来自于70，000多种生物的核苷酸序列数据库；GenBank序列格式与DDBJ相同，EMBL则不同；序列提交与更改：用户可以向GenBank,EMBL,DDBJ其中任意一个实验室提交序列及提交更改；GenBank序列提交工具:BankIt（少数序列；基于Web）、Sequin（多、长序列，完整基因组等；独立使用）。,47,GenBank格式可以分为三个部分：头部，包含关于整个记录的信息(描述符）特征表部分，包含了注释这一记录的特性第三部分，核苷酸序列自身所有的核苷酸数据库记录（DDBJ/EMBL/GenBank)都在最后一行以/结尾,48,1)头部,LOCUS行DEFINITIONACCESSIONVERSIONREFERENCEKEYWORDSSOURCEORGANISM,AUTHORSTITLEJOURNALMEDLINEPUBMEDREMARK,49,2)特征表,特征表它直接表达了记录的生物背景知识source是唯一一个必须在所有GenBank记录中出现的特征geneCDSCodingSequencevariationmisc-feature,50,3)序列,51,附：FASTA格式,FASTA格式广泛应用于分子生物学软件包中大于号（）表示一个新序列的开始，后面紧跟序列的标记符，另起一行顶头为序列,序列是连续的，无空格等,52,53,54,目前GenBank分为多个分数据库:nr,dbEST,dbSTS，dbGSS和dbHTGS等。（1）nr（non-redudant）是非冗余的核酸数据库，存贮已知的基因全长或部分序列数据，以及完成了的基因组序列。大多序列已具有相应的基因结构分析，如编码区、调控区、重复序列等。（2）dbEST是EST数据库，EST是表达基因中的部分序列，因EST（ExpressedSequenceTags）项目本身的特点，所有EST序列都是一次测序的结果，存在较大的误差。序列较短，多为400bp以下。虽来自于表达基因，但编码情况未知。,55,（3）dbSTS是STS数据库，STS是基因组标记序列数据库，作为基因作图、基因定位的重要工具，STS（SequenceTaggedSite）为基因组DNA序列，且提供染色体定位信息。与EST相同之处是，序列较短且不提供基因功能信息。（4）dbGSS是基因组序列数据库，源于基因组DNA克隆的一次性部分测序得到的序列。它也具有序列较短、有较大的误差，不提供基因功能和定位信息。（5）dbHTGS存贮的是处理未完成阶段的基因组测序数据。基本都是BAC测序的结果。,56,3.PubMed,是规模最大的生物医学类文献数据库之一，建于70年代初，由美国国家医学图书馆维护;MEDLINE:收录了1966年至今世界70余个国家的4,600余种生物医学类期刊数据来源Non-MEDLINE:超出MEDLINE范围条目，PMC(PubMedCeltral)包括引用、摘要和杂志的索引术语，以及直接链接到出版商全文网址,57,58,59,60,三、如何读测序结果？,DNAStar,61,62,EditSeqIncludedwithallsystems,convertssequenceformatsandallowseditingGeneQuestDiscoveryandannotationofgenesMegAlign-AlignmentofDNAandproteinsequencesProteanProteinStructurepredictionPrimerSelectPrimerdesignandcomparisonanalysisMapDrawRestrictionSiteLocatorSeqmanAssembleintoacontig,63,EditSeq,转化数据格式为DNASTAR所有模块识别的格式可以导入的数据格式：Textfiles、FastAfiles、Genbankflantfiles、Tracefiles、GCGfiles等;输出的数据格式：FastAfiles、Genbankflantfiles、GCGfiles;DNA序列编辑：大小写转化；查找碱基、ORF；编辑序列特征；提供反向互补和反向序列；翻译；碱基统计氨基酸序列编辑：大小写转化；查找氨基酸；编辑序列特征；逆翻译氨基酸为DNA；氨基酸统计新的版本增加有连线Blast和序列搜索功能,64,EditSeq输出文件格式：*.SEQ,65,66,67,Seqman,做序列组装（Assembly）、Alignment看测序图按6种阅读框翻译输入、编辑和输出PhrapAssemblies过滤掉载体序列、质量低的测序序列,68,输入文件格式为：*.SEQ*.ABI输出文件格式为：*.sqd,69,70,71,72,73,74,75,Ctrl+D,76,77,78,79,四、如何确定序列改变性质？（SNPorMutation）,dbSNP:/SNP/NCBI维护，启动最早，收集数据最多的公共数据库；包括SNPs,小的缺失/插入，微卫星变异等；ss编号：所有研究者提交SNP时生成IDrs编号：已有数据比较后，独特的,80,81,82,五、如何确定突变与疾病的关系?,HGMD(HumanGenomeMutationDatabase)位于英国Cardiff医学遗传学研究所，主要收录人类遗传病的致病基因；已合并在Celera公司的CDS（CeleraDiscoverySystem）中。,http:/