基因同源性分析和基因網(wǎng)絡(luò)圖構(gòu)建

基因同源度分析是一種生物信息學(xué)方法鳍寂,用于研究基因之間的相似性和進(jìn)化關(guān)系搔确。判斷不同基因是否來(lái)自共同的祖先杆烁,或是否具有相似的功能陪竿。


同源性分析的常見(jiàn)應(yīng)用:

基因家族研究:通過(guò)比較不同物種的基因禽翼,識(shí)別同一家族的基因,研究它們的共同功能和進(jìn)化路徑族跛。

進(jìn)化關(guān)系推斷:幫助構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)闰挡,揭示物種間的親緣關(guān)系

功能預(yù)測(cè):如果一個(gè)基因與已知功能基因高度相似礁哄,可能具有相似功能长酗,為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供方向。

藥物開(kāi)發(fā)與疾病研究:通過(guò)分析病原體和宿主基因的同源性桐绒,識(shí)別潛在的藥物靶點(diǎn)夺脾。


基因同源性分析的基本步驟:

序列比對(duì):使用BLAST等工具之拨,將目標(biāo)基因與數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列進(jìn)行比對(duì),尋找相似性咧叭。

相似性得分計(jì)算:根據(jù)比對(duì)結(jié)果計(jì)算基因之間的相似性得分蚀乔,評(píng)估它們的同源關(guān)系

進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建(可選):對(duì)同源基因進(jìn)行進(jìn)化樹(shù)分析佳簸,展示基因家族的演化和物種關(guān)系乙墙。

注意:

序列比對(duì)和基因同源性分析相似且相互依賴(lài)但序列比對(duì)是技術(shù)手段生均,同源性分析是基于比對(duì)結(jié)果的深層次生物學(xué)分析听想。

下次詳細(xì)介紹不同種類(lèi)的序列比對(duì)分析

具體同源基因分析的操作

1、從 NCBI马胧、ensembl 等公共數(shù)據(jù)庫(kù)下載所需要的序列文件(基因/蛋白)汉买,或用自己的序列文件。

以水稻為例佩脊。首先準(zhǔn)備兩個(gè)文件蛙粘。基因ID威彰,文件格式為txt出牧;參考基因組的數(shù)據(jù),文件格式為 fasta 歇盼,例如:

ID
sequences

2舔痕、將所需要的基因進(jìn)行序列提取,我們可以直接運(yùn)行腳本

成功提取

腳本如下

需要腳本請(qǐng)私信/留言

3豹缀、運(yùn)行 Bash 腳本(通過(guò) DIAMOND 工具的 blastp 模式實(shí)現(xiàn)伯复,主要使用了 BLOSUM62 矩陣和基于種子擴(kuò)展的比對(duì)算法

像這樣就成功啦~

這里主要編寫(xiě)了2個(gè)腳本,第一個(gè) Perl 腳本(用于條件篩選和輸出)邢笙、第二個(gè) Bash 腳本(用于運(yùn)行 DIAMOND 比對(duì)和篩選流程)啸如。

?Perl 腳本(用于條件篩選和輸出)($line1[2] > 75) && ($line1[3] > 0.75 * $a))這里可以更改想要的相似度和覆蓋度的范圍
Bash 腳本(用于運(yùn)行 DIAMOND 比對(duì)和篩選流程)

4、來(lái)看一下數(shù)據(jù)結(jié)果

下面是表頭意義哦~
clean~

5氮惯、運(yùn)行代碼繪制基因網(wǎng)絡(luò)圖

需要腳本call me~
基因同源性網(wǎng)絡(luò)圖叮雳,節(jié)點(diǎn)代表不同的基因,邊(連接線(xiàn))表示基因之間的同源關(guān)系哦~

生物信息學(xué)領(lǐng)域非常廣泛筐骇,難以一次說(shuō)盡债鸡。我們下次繼續(xù)更新,一起深入學(xué)習(xí)生物信息學(xué)的內(nèi)容铛纬!

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