6.6: Використання ПК та Інтернету для біохімічних досліджень

Last updated
Save as PDF

Page ID: 7427

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

В Інтернеті є безліч ресурсів, пов'язаних з біохімічними дослідженнями. Ці ресурси зазвичай включають загальні категорії:

Бази даних інформації
Програмне забезпечення для аналізу даних
Програмне забезпечення для побудови графіків та представлення даних
Опубліковані звіти та огляди (література)

Бази даних інформації

Є численні сховища інформації, пов'язаної з біологічними молекулами і біохімією. Деякі з них (разом з деякими зразками посилань) включають:

Бази даних послідовностей нуклеїнових кислот, включаючи широко використовувані плазміди.

База даних нуклеотидів Entrez

Біолаби Нової Англії™ База даних векторів і плазмід

БД білкових послідовностей

База даних послідовності білка (білковий інформаційний ресурс)

База знань Swiss-Prot

База даних структури білка

Банк даних білка (PDB)

База даних структури нуклеїнових кислот

База даних нуклеїнових кислот

Білка стабільність і термодинамічна база даних

База даних Protherm

Білок 2-D гель-електрофорез бази даних (протеоміка)

EXPASY 2-D ПОСИЛАННЯ НА СТОРІНКУ

Програмне забезпечення для аналізу даних

Програмне забезпечення можна запускати на локальній машині (тобто ПК на робочому столі) або на сервері через Інтернет. Іноді це комбінація двох (тобто аплет Java™, який подається на хост-машині, але вимагає програмного забезпечення Java, встановленого на вашому ПК.

Загалом, якщо очікується, що ваші дані будуть відповідати певній математичній моделі (наприклад, кінетика Міхаеліса-Ментена), то вам потрібне програмне забезпечення загального призначення для встановлення кривих. Посилання на нелінійне програмне забезпечення з найменшою квадратною посадкою включають:

Datafit™ від Окдейл Інжиніринг

LSM Найменші квадрати Метод підгонка кривої

Такі програми дозволяють вам просто написати рівняння, вводити свої експериментальні значення, а потім параметри рівняння (тобто моделі) будуть уточнені, щоб дати найкраще підходити до даних. Таким чином, єдина програма може бути використана для різних додатків (тобто будь-якої ситуації, коли є рівняння, що описує поведінку даних)

Програми спеціального призначення доступні для конкретних додатків.

Програмне забезпечення для побудови графіків та подання даних

На відміну від програмного забезпечення для аналізу (хоча іноді поєднується в одному пакеті) є програмне забезпечення для графіків і представлення даних. Тонкий момент тут полягає в тому, що після того, як дані будуть проаналізовані, вам може знадобитися підготувати звіт, щоб повідомити результати. У цьому випадку є й інші питання подання даних - тобто кольори, товщина ліній, стилі стрілок, розриви осей, шрифти, легенди тощо, з якими, можливо, доведеться метушитися. Базове програмне забезпечення для підгонки часто не включає в себе великі інструменти для презентацій, і подібним чином програмне забезпечення для презентацій часто не має надійних та універсальних інструментів для встановлення. Прикладами графічного та презентаційного програмного забезпечення для наукових даних є:

Походження™ від MicroCal™

KaleidaGraph від програмного забезпечення Синергія™

СігмаПлот™ від СПСС, Інк.

Крім графічного представлення експериментальних даних, деякі форми даних вимагають тривимірних зображень. Наприклад, біомолекулярні структури (наприклад, РНК, ДНК та молекули білка) зберігаються в базах даних (наприклад, PDB) у вигляді ряду атомних координат, однак дані дійсно мають сенс лише в тому випадку, якщо ви можете перетворити такі дані у зображення тривимірної молекули. Крім того, розуміння структурної інформації можливо шляхом маніпулювання такими зображеннями (наприклад, поворотами, перекладами, збільшенням/зменшенням тощо). Програмне забезпечення для таких маніпуляцій включає в себе:

Швейцарський переглядач PDB

Переглядач DS™ від Accelrys

Пимол

Крім того, публікація фігур молекулярних структур часто обумовлює необхідність художніх прикрас - таких як променева трасування, затінення тощо Вищезазначені програми часто можуть виводити свої фігури у форматі POV, що дозволяє такі модифікації, використовуючи наступне:

ПОВ-РАЙ™

Літературні бази даних

Наукові доповіді публікуються в різних журналах, матеріалах засідань, різних книгах. Пошукові системи доступні для пошуку електронних репозиторіїв цих матеріалів. PubMed, послуга Національної бібліотеки медицини, включає в себе понад 14 мільйонів цитат для біомедичних статей до 1950-х років. ці цитати з MEDLINE і додаткових журналів науки про життя. PubMedВключає посилання на багато сайтів, що надають повнотекстові статті та інші пов'язані ресурси.

Ось посилання на PubMed™

Крім того, корисно також мати можливість легко завантажувати, підтримувати та форматувати такі посилання в документах або рукописах, які ви повинні підготувати. Бібліографічне програмне забезпечення дозволяє зробити це досить легко. Приклади такого програмного забезпечення включають ProCite, Reference Manager та Endnote (все від ISI ResearchSoft:

Кінцева виноска™ від ISI ResearchSoft™

Розуміння інформаційних файлів послідовності ДНК

При запиті інформації про послідовність ДНК є багато додаткової інформації, яка включена в файл - крім фактичної послідовності. Ось приклад частини файлу для послідовності плазміди PuC19:

Plasmid pUC19

Update 6/5/02

Features:

  469- 146      lacZ alpha CDS (start 469, complementary strand)

  519- 514      Plac promoter -10 sequence (TATGTT)

  543- 538      Plac promoter -35 sequence (TTTACA)

  575- 563      CAP protein binding site

  396- 452      multiple cloning site (EcoRI-HindIII)

 1455- 867      origin of replication (counterclockwise)

                  (RNAII -35 to RNA/DNA switch point):

 1273-1278        RNAI transcript promoter -35 sequence (TTGAAG)

 1295-1300        RNAI transcript promoter -10 sequence (GCTACA)

 1309-1416        RNAI transcript

 1419- 867        RNAII transcript (complementary strand)

 1434-1429        RNAII transcript promoter -10 sequence (CGTAAT)

 1455-1450        RNAII transcript promoter -35 sequence (TTGAGA)

 2486-1626      beta-lactamase (bla; amp-r) CDS

                  (start 2486, complementary strand)

 2486-2418      beta-lactamase signal peptide CDS

                  (start 2486, complementary strand)

      2521      bla RNA transcript start (complementary strand)

 2535-2530      bla promoter -10 sequence (GAGACA)

 2556-2551      bla promoter -35 sequence (TTCAAA)

 puc19.seq  Length: 2686  June 5, 2002 13:46  Type: N  Check: 4141  ..

       1  TCGCGCGTTT CGGTGATGAC GGTGAAAACC TCTGACACAT GCAGCTCCCG

      51  GAGACGGTCA CAGCTTGTCT GTAAGCGGAT GCCGGGAGCA GACAAGCCCG

     101  TCAGGGCGCG TCAGCGGGTG TTGGCGGGTG TCGGGGCTGG CTTAACTATG

     151  CGGCATCAGA GCAGATTGTA CTGAGAGTGC ACCATATGCG GTGTGAAATA

Фактична послідовність ДНК починається в нижній частині цього файлу (вона обрізана, оскільки вона триває близько 3000 основ). Початок файлу називається «заголовком» і надає примітки про особливості послідовності ДНК. Наприклад, нуклеотидні основи 867 - 1455 складають походження реплікації. Він вказаний як 1455 - 867, щоб повідомити, що орієнтація цього «орі» насправді проти годинникової стрілки навколо плазміди (плазміди кругові). Існує також ген для b-лактамази (бла; який забезпечує стійкість до ампіциліну, або маркер, що вибирається AmPr), який проходить від basepair 1626 до 2486. Це також проти годинникової стрілки. Крім того, промотор для транскрибування цього гена знаходиться від basepairs 2551 - 2521 (тобто просто «вище за течією» гена bla). Вектор виглядає так:

Знімок екрана (452) .png

Малюнок 6.6.1: Вектор PuC

«Старт» послідовності є основоюпари № 1, і орієнтується на 12:00 (прямо вгору). Потім послідовність проходить за годинниковою стрілкою навколо плазміди. Плазмідна діаграма буде використовувати стрілки для позначення місць розташування різних особливостей ДНК, і номери базових парів, пов'язані з початковим і кінцевим розташуванням таких ознак, також зазвичай наведені на таких малюнках.