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DNAstar软件包的使用第三军医大学微生物学教研室朱军民Overview•DNASTARdevelopsandsupportsthebestsequenceanalysissoftwareforlifescientistsinPharmaceutical,Biotechnology,

AcademicandGovernmentOrganizationsworldwide.DNASTAR软件包•EditSeq•GeneQuest•MapDraw•MegAlign•PrimerSelect•Protean•SeqManEditSeq1.Editandimp

ortsequencesandannotations•Translate,back-translateandreversecomplementsequences•LocateORFsandcreateannotatio

ns•Cut/pastesequencewithinclusiveannotations•EditSeqincludedwithallsystemsGeneQuest2.Discoverandannotategene

s•Predictcodingregionsandsplicesites•Locaterepeats,patterns,orareasmatchingknownsequencedata•SimulateagarosegelelectrophoresisMapDraw3.

Locaterestrictionsites•Createsixtypesoflinearandcircularmaps•ViewallsixreadingframeswithsitesandfeaturesMegAlign4.AlignDNAandprotei

nsequences•Performpairwise,multipleanddotplotalignments•Createphylogenetictrees•Generatesubalignments•Customizealig

nmentdisplaysPrimerSelect5.Designprimersorcompareyourownprimersagainstasequencetemplate•Analyzeprimersforhairpinsanddimers•Viewthe

consequencesofprimermutationsProtean6.Predictproteinstructures•ViewPAGEsimulations•Analyzephysico-chemicalpr

operties•DisplayresultsgraphicallySeqMan7.Assemblesequences•Trimpoordataandremovevector•Manageandordercontigs•LocatepotentialSNPs•Visualizet

racesandcomparetwoconsensuscalls一、EditSeq•EditSeq是能够迅速、正确地输入，并且修改DNA或蛋白质序列工具。每个EditSeq文件都可以分为三个可编辑的部分，上边的一部分为序列文件，中间的

一部分里是评论，底部是序列的注释。SequenceEntryandExport•EditSeq能读取大部分的序列格式——包括FASTA，GenBank，ABI、GCG和ASCII格式。你可以使用菜单命令或拖拽方式输入序列文件。另外，序列也许通过使用键盘输入，或者从其他地方复制、粘贴得到

。经Entrez或BLAST检索得到的序列可以直接从因特网或企业内部互联网服务器下载。EditingandAnalysis•序列被打开后，EditSeq能使用标准或者指定的遗传密码进行翻译，或者反翻译，寻找开放读框，还可以进行阅读校对。另外，EditSeq能以GenBank，FAS

TA和GCG格式输出序列。1.打开已有序列在Windows里打开“tethis21.seq”。•从文件菜单（FILEMENU），选择Open。•打开文件夹单击选定序列“TETHIS21”。当EditSeq窗口打开时，序列长度显示在右上角。2.寻找开放读框在这一部分中，我们将确定序列中

的ORF，并翻译它。•从SEARCHMENU找到ORF，点击打开会出现下边的对话框。•单击FindNext寻找第一个ORF的位置。•继续点击FindNext直到你把ORF的位置选定在某一位置。ORF的坐标会出现在EditSeq窗口的顶端附近。3.DNA序列翻译对ORF

进行翻译，当然任何序列中的读框内部分（三联）都可以用下面的方法进行翻译。•选定ORF，从GOODIESMENU菜单中选择翻译（Translate）。•翻译的蛋白质序列出现在一个新的未命名窗口中（如下图）。它是使用标准的遗传密码翻译的。4.序列的反向互补及反向转换下面的步骤可以用于反向

测定的序列的正确输入。•选定序列。•从GOODIESMENU菜单，选反向互补序列（ReverseComplement），或者把序列颠倒过来（ReverseSequence）命令，则被选定的序列就被翻转互补或翻转过来了。5.序列信息查看

现在我们要使用EditSeq菜单指令查看有关打开的TETHIS21.seq序列的信息。•选定序列的一部分。如果你是希望全选序列，从EDITMENU菜单，选择SelectAll。•从GOODIESMENU菜单，选DNA

Statistics，就会出现下面的窗口，显示序列信息。6.序列的保存与输出首先创建一个用于保存的序列。从文件菜单，选New中的NewDNA，或者NewProtein。•将序列写入出现的窗口。•如果你输入非法字符，计算机会发出警告。然后，我们将序列保存为EditSeq文件：•从文件菜单，选

Save。•选定保存位置。•给序列命名。•单击保存则可。以GenBank或GCG格式保存序列：•从文件菜单，选Export。•选定保存位置。•为sequence(s)选格式。•给sequence(s)命名。•单击保存则可。以FASTA格式保存序列：

•从文件菜单，选Export（1个序列），或者ExportAllAsOne（多个序列）。当使用ExportAllAsOne的时候，如果DNA和蛋白质文件同时存在，激活窗口的序列类型与你保存的类型是一致的。

EditSeq仅仅将写入的序列保存为FASTA格式。•选定保存位置。•选FASTA格式。•给sequence(s)命名。•单击保存则可。二、GeneQuestGeneQuest可以帮助你发现和注释DNA序列中的基因，并帮助您操作生物学所关心的DNA的其他feature

：包括ORFS、拼接点连接，转录因子结合位点、重复序列、限制性内切酶酶切位点等。通过应用“methods”到序列，序列的feature可以以图形的形式展示出来。你可以在序列上注释任何你发现的feature。和其它的应用程序一

样，GeneQuest也提供整合的BLAST和Entrez寻找功能。SequenceEntry•GeneQuest能直接打开DNASTAR，ABI和GenBank文件。其他格式的序列文件也可以使用EditSeq改为DNA

STAR格式。如果你知道Genbank序列的登录号或名称，你可以直接打开序列。另外，你还可以在Entrez数据库进行序列查找和输入。GeneQuest的DNA分析方法•打开GeneQuest文件后，下一步是选择应用方法。应用方法后，结果的图形显示可以帮助

你了解序列上感兴趣的features。打开序列后，你会发现只有几种方法应用后的结果展示在窗口内。在这一部分中，我们将学习如何把其它方法用于我们序列的分析。•Title——给文件取名。•Ruler——在文件中加入标尺。•Sequence——显示文件中的

序列。•Patterns-Matrix——方法的运算参数。•Patterns-Signal——转录因子结合位点数据库。•Patterns-Type-InPatterns——使用键盘输入运算所需的Pattern参数。

•Repeats-InvertedRepeats——寻找反向重复序列。•Repeats-DyadRepeats——寻找Dyad重复和palindromes。•Repeats-DirectRepeats——寻找正向重复序列。•GeneFinding-DNAFinder————在打开的DNA序

列中寻找指定DNA序列。分别显示正义链和反义链的寻找结果。•GeneFinding-ProteinFinder——在打开的蛋白质序列中寻找指定DNA序列的翻译序列。显示结果为全部6个读框。•Enzymes-RestrictionMap——用DNASTA

R酶目录中的酶分析打开的序列，并以图形方式展示。•CodingPrediction-Borodovsky——用Borodovsky’sMarkov方法来识别潜在的基因编码区，并以图形方式展示。•CodingPred

iction-StartsStopsORFs——根据指定的ORFs的最小长度，寻找可能的开放读框，可以选择是否需要起始密码子。读框的启始和中止点分别展示。•CodingPrediction—LocalCompositionalComplexity——根据Shannon信息学原理寻

找有基因编码提示信息的区域。•BaseContents-BaseDistribution——序列上4种碱基、A+T和G+C的频率、分布，以及AT和gc分布区域。•BentDNA-BendingIndex——DNA折叠预测。1.用分析方法操作•调用新的GeneQuest方法的步骤是：从MoreM

ethods中选择方法，加入方法帘（methodcurtain），待方法运行完毕后，选择性的拖取结果放入分析界面（assaysurface）即可（见下图）。在本节中，我们使用BentDNA-BendingIndex方法

进行分析。•从ANALYSISMENU选择ShowAvailableMethods可以打开方法帘，也可以通过拖动分析界面左上角的小环打开方法帘。方法帘中包括已经用于分析的全部方法。•你将注意到方法帘没有BentDNA

-BendingIndexmethod。在方法帘的顶端，点击MoreMethods打开一个下拉菜单，其中有可以用于分析的所有方法，点击BentDNA-BendingIndexmethod，该方法就进入了方法帘。•若查看方法

帘中的方法是否已经被应用，点击其右边的三角形。如果图标前有数字表明该方法已经使用，数字表示应用的次数。因为我们还没有应用BentDNA-BendingIndex，所以点击三角形，会发现图标前没有数字。•点击白颜色的位置去除对图标的选择。•单击选定“BendRegion,”，将其拖到分析

界面，释放鼠标。序列中可能会折叠的区域就会以小盒子的形式显示出来。2.以RNA折叠形式查看序列的一部分•选定目的序列，在ANALYSISMENURNA菜单中选择FoldasRNA命令。3.序列酶切，模仿agaro

se凝胶电泳判定大小•打开方法帘（methodcurtain）。•从MoreMethods中选择Enzymes-RestrictionMap加入方法帘。•单击图标左边的蓝色三角形，打开内切酶一览表。注意方法帘仅仅显示那些最少切割一次DNA序列的酶。刚打开

酶一览表时，所有的酶都被选中了，在空白处单击一下去除选定。•选定特定的酶，拖入分析界面，即可以看见该酶的酶切位点在序列上的位置。•从SITES&FEATURESMENU菜单选择AgaroseGelSimulation。•新窗口即显示酶切片

段在electrophoretic的分离情况（如图）。4.保存分析文件•从文件菜单，选保存。•选定文件的保存位置，给文件命名。•单击保存。•你所应用和展示的所有信息都会被保存。三、MapDraw•根据实验设计，分析和实

验结果的展示需要的不同，MapDraw可以制作6种类的酶切图。从简单的线性图到有注释的环形图，在展示限制性酶切位点的同时，还可以同时展示序列的feature，六个读框及其翻译结果。MapDraw也以自动展示从GenBank输入序列的features。•你可以按照位

置、酶切频率等来排列你的酶切位点。另外，你可以用手工选任何酶切位点的结合。酶切位点过滤器（filters）也可以使用Booleanoperators联合使用。•MapDraw工具能使你规划酶切位点和克隆实验，产生详细，充分地结果概括。和其他应用程序一样，MapDraw也提供整合的BLA

ST查找功能。1.新酶切图制作我们以一段DNA序列DemoSequences.”文件夹下的“tethis21.seq”为例。首先我们寻找能够切割其序列的酶切位点。•从文件菜单选择New打开右边的对话框。•打开“DemoSequences”文件夹。•双击打开TET

HIS21.seq（见下）。2.过滤器类型过滤器（filter）是你定义的可以使用的酶切位点的集合。在你自定义过滤器之前，所有酶切位点都会用于序列分析。你可以用和／或来组合过滤器。MapDraw内置的过滤器如下：•Ov

erhang过滤器是根据一套你定义的Overhang准则归类的酶切位点。这些准则包括3’和5’端突出，与别的酶切位点互补以及兼并的末端突出。克隆试验中，可以使用这个过滤器寻找互补末端。•频率（Frequency）过滤器是指根据出现于指定的范围序列上的频率归类的酶切位点。我们将

下面使用这个过滤器型。•种类和复杂性过滤器（Class&Complexity）是根据酶切位点种类归类的酶切位点。这些种类包括：I型（随机）或II型（明确），或者I型+II型。这过滤器也可以根据位点复杂性、价钱和来源进行归类。•手动选择过滤器（Manua

lPick）允许你按需要选定酶切位点。在随后的一部分中，我们学习使用手动选择过滤器的方法。3.频率过滤器应用首先让我们用频率过滤器来删除任何可以两次切割我们序列的酶。•从ENZYMEMENU，选NewFilter，然后Fre

quency打开参数对话框。•在Min和Max对应的框中输入数字1和2，其他的参数不变。这个设定将我们序列中切割多于两次的位点自动删除。•在过滤器名字框中，输入“Two-cuts-max.”。•单击Apply将

过滤器用于序列分析——然后OK退出参数对话框。你将注意到在图上酶切位点的数目现在大大地减少了。4.应用手动过滤器应用手动过滤器,还可以挑选我们一些需要的酶，用来看看切割TETHIS21序列的情况。•从MAPMENU选LinearMinimap。

打开的窗口显示每个限制酶切割位点的位置。•从ENZYMEMENU，选NewFilter——然后ManualPick。打开酶切位点过滤器编辑器。•把ApoI从右边的窗口拖进左边的窗口。给过滤器取名。在这我们把过滤器叫做“ApoI.”。•点击Apply——然后OK，就保存并应用“ApoI.”过

滤器了。5.显示酶信息内切酶编辑器（EnzymeEditor）使你能够查看内切酶的各种相关信息，包括其名字，识别序列，isoschisomers，种类，价格，销售公司和有效性等详细的信息。你对这些信息可以进行添加或删除操

作。•打开酶编辑窗（如下），双击任意一个酶的名字。•箭头显示酶识别序列和切割位点。•你可以按照“GeneQuest”上的方法在序列上添加新Feature，并作注释。6.环形展示•从MAPMENU，选择Circ

ularIllustration，打开左边的窗口。（如果此时有太多的酶切位点，你可以加入其他的过滤器）。•通过OPTIONSMENU的DrawingSize调整图画的大小。2条红线相会的角是你可以做的最小图画的范围。在窗口

内点击任何位置，图形大小将显示为那么大。•单击同意。7.ORF图•从MAPMENU，选ORFMap打开右边显示的六读框的开放读框窗口。默认的终止和开始codons可以使用指定的遗传密码。方法见EditSeq。•从OPTIONSMENU中选择ORFCriteria可以设定参数。你

能调整最小的ORF长度，定义上游启动子和距上游启动子的距离，选定后单击同意即可。•放大ORF以查看翻译的序列。方法是点击调色板工具中ZoomIn（有＋的图标），接着，单击分析界面。重复这些2步直到你能看翻译。8.保存退出•从编辑菜单（EDITMENU），选保存地图（SaveM

ap）。•选择保存位置，命名。•单击保存（苹果计算机）或同意（视窗）。•从文件菜单（FILEMEN），选择放弃（苹果计算机）或者退出（视窗），电脑提示保存或放弃；选择保存，则你操作的所有结果都会保存起来，否则结果会全部丢失。四、DNastar软件的安装使用说明：

1.将所有文件拷贝到硬盘上临时建立的文件夹中。2.运行其中的Join-winstar.zip，将压缩文件恢复为正常文件。3.运行Winstar.zip，在打开的文件夹中运行setup，完成安装。4.安装结束后，打开C盘\ProgramFiles\Dnas

tar文件夹。5.将临时文件夹中的应用程序Seqman，GeneQuest，Mapdraw逐个拷贝到ProgramFiles\Dnastar中的相应文件夹中，覆盖原来的应用程序。6.在“开始”菜单中选择运行相

应的应用程序。五、相关资料下载地址•DNastar软件：1）FTP（匿名进入）——基础部——微生物教研室——朱军民——生物信息学——DNastar软件2）部门网站——微生物——软件天地——生化软件•分析序列：1）FTP——基础部——微生物教研室——朱军民———生物信息学—contig3.seq2

）部门网站——微生物——软件天地——生化软件六、其他•DNAStar软件网址：http://www.dnastar.com/web/index.php•本人的幻灯资料：部门网站——微生物——教案资料——朱军民•联系方法：部门网站——微生物——微生物论坛留言