密码子使用偏性研究及其在基因芯片设计中的应用

摘要

随看大量核酸序列的测序,寻找新基因已成为后基因组时代的重要研究内容.基因芯片具有获取信息量大、检测效率高的优点,可以实现对基因数据的大规模的检测.该文提出了一种特定蛋白mRNA检测芯片,根据给定肽段的氨基酸组成及密码子使用概率表,找出可能的编码核酸序列,然后根据这些核酸序列进行探针设计.特定蛋白mRNA检测芯片可以实现对蛋白片断对应mRNA的检测,从大量的寡核苷酸序列中发现新基因.它较传统的通过序列分析寻找新基因的方法有明显的优点.密码子作为核酸与蛋白质这两大生物功能分子联系的纽带,在遗传信息的传递过程中具有重要的作用.对于密码子的研究,长期以来一直是分子遗传学以及生物信息学的研究重点.由于遗传密码的简并性,在翻译过程中同义密码子的使用概率不同.目前发现多种因素都可影响基因的密码子使用偏性.因此,研究密码子使用偏性的各种影响因素,无论在基础理论研究还是在实践过程中都具有重要的意义.该文对基因功能、物种、所编码蛋白的三级结构、密码子在基因上听处位段等多种影响因素与密码子使用偏性的关系进行了系统的研究.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1人类基因组计划

1.1.1 HGP产生的背景

1.1.2 HGP的任务

1.1.3 HGP的研究进展

1.2基因芯片

1.2.1基因芯片出现的背景

1.2.2基因芯片的概念

1.2.3基因芯片的特点

1.2.4基因芯片的设计

1.2.5基因芯片的制备方法

1.2.6基因芯片的应用

1.2.7基因芯片技术的现状和展望

1.3生物信息学

1.3.1生物信息学产生的背景

1.3.2生物信息学的定义

1.3.3生物信息学的主要研究内容

1.4密码子使用偏性研究

1.4.1密码子的发现背景

1.4.2密码子的特性

1.4.3密码子使用偏性的研究情况

1.4.4密码子使用偏性相关的数学量

1.4.5影响密码子使用偏性的有关因素

1.4.6密码子使用偏性的研究意义

1.5本文研究思路及结构安排

参考文献

第二章密码子使用概率分析理论模型

2.1相对密码子使用概率分析系统(RSCU_ANA)

2.1.1密码子使用概率计算系统的开发环境

2.1.2密码子使用概率计算系统RSCU_ANA的运行要求

2.1.3密码子使用概率计算系统RSCU_ANA的用户操作指南

2.2不同区段密码子使用偏性计算系统

2.2.1密码子区段使用偏性分析系统的开发环境

2.2.2密码子区段使用偏性分析系统PBCU_ANA的运行要求

2.2.3密码子区段使用偏性分析系统PBCU_ANA的用户指南

2.3密码子使用概率数据库(CU_DB)

2.3.1 MicrosoftAccess的概要

2.3.2 CU_DB的表结构

2.3.3 CU_DB与RSCU_ANA以及SPSS的连接

2 4与密码子使用概率研究相关的多元统计方法

2.4.1密码子使用概率研究中多元统计方法的应用

2.4.2多元统计分析软件系统

2.4.3聚类分析

参考文献

第三章MHC密码子使用偏性分析

3.1主要组织相容性复合物

3.1.1 MHC概述

3.1.2 MHC分子的功能

3.1.3人类HLA基因复合体

3.2四种哺乳动物的MHC密码子使用偏性分析

3.2.1基因的选取

3.2.2分析工具及方法

3.2.3聚类分析的结果及结论

参考文献

第四章酵母基因密码子使用偏性分析

4.1酿酒酵母基因组及蛋白质组

4.1.1酵母基因组的序列信息

4.1.2酵母蛋白质组

4.2不同功能酿酒酵母基因密码子使用偏性分析

4.2.1基因的选取

4.2.2酵母基因密码子使用偏性的方差分析

4.3酿酒酵母基因不同区段密码子使用偏性分析

4.3.1密码子区段使用偏性的研究意义

4.3.2密码子区段使用偏性相关的数学量

4.3.3不同区段密码子使用偏性分析

参考文献

第五章编码不同三级结构蛋白质的基因相对密码子使用偏性情况分析

5.1样本基因序列的选取

5.1.1蛋白结构库PRINTS的介绍

5.1.2蛋白编码基因序列的选取

5.2具有相同蛋白指纹的蛋白编码基因的密码子使用偏性分析

5.2.1样本序列相对密码子使用概率的计算及分析

5.2.2密码子使用与蛋白质三级结构相关

5.2.3密码子使用与物种的相关性

5.2.4密码子使用与蛋白三级结构的相关性的研究意义

5.3特定未知蛋白的密码子使用概率的预测结果

参考文献：

第六章特定蛋白mRNA检测芯片设计系统

6.1特定蛋白mRNA检测芯片概述

6.2特定蛋白mRNA检测芯片的设计原理

6.2.1探针设计方案

6.2.2探针设计的程序实现

6.3特定蛋白mRNA检测芯片探针设计系统介绍

6.3.1特定蛋白mRNA检测芯片的探针设计系统的开发环境

6.3.2特定蛋白mRNA检测芯片的探针设计系统的运行要求

6.3.3特定蛋白mRNA检测芯片的探针设计系统用户操作指南

6.4特定蛋白mRNA检测芯片的探针设计结果的讨论

参考文献

第七章总结与展望

7.1论文总结

7.2工作展望

致谢