文档介绍：第八章基因注释与功能分类
Gene Annotation And Functional Classification
哈尔滨医科大学李霞
第一节引言
背景
随着后基因组(post-genomics)时代的来临,基因组学的研究重心开始从阐明所有遗传信息转移到在整体分子水平对功能进行研究。这种转变的一个重要标志是产生了功能基因组学(functional genomics)。
任务
功能基因组学的主要任务之一是进行基因组功能注释(genome annotation),了解基因的功能,认识基因与疾病的关系,掌握基因的产物及其在生命活动中的作用等。
意义
快速有效的基因注释对进一步识别基因,研究基因的表达调控机制,研究基因在生物体代谢途径中的地位,分析基因、基因产物之间的相互作用关系,预测和发现蛋白质功能,揭示生命的起源和进化等具有重要的意义。
第二节基因注释数据库
Gene Annotation Database
一、研究人员已经掌握了大量的全基因组数据,同时关于基因、基因产物以及生物学通路的数据也越来越多,解释生物学实验的结果,尤其从基因组角度,需要系统的方法。
基因注释数据库产生的原因
二、在基因组范围内描述蛋白质功能十分复杂,最好的工具就是计算机程序,提供结构化的标准的生物学模型,以便计算机程序进行分析,成为从整体水平系统研究基因及其产物的一项基本需求。
一、基因本体(gene ontology, GO)数据库
基因本体数据库是GO组织(Gene Ontology Consortium)在2000年构建的一个结构化的标准生物学模型,旨在建立基因及其产物知识的标准词汇体系,涵盖了基因的细胞组分(ponent)、分子功能(molecular function)、生物学过程(biological process)。
GO数据库最初收录的基因信息来源于3个模式生物数据库:果蝇、酵母和小鼠,随后相继收录了更多数据,其中包括国际上主要的植物,动物和微生物基因组数据库。
GO术语在多个合作数据库中的统一使用,促进了各类数据库对基因描述的一致性。
GO数据库收录的基因组数据列表
GO注释体系特点
GO通过控制注释词汇的层次结构使得研究人员能够从不同层面查询和使用基因注释信息。
从整体上来看GO注释系统是一个有向无环图(Directed Acyclic Graphs),包含三个分支,即: 生物学过程(biological process),分子功能(molecular function)和细胞组分(ponent)。
注释系统中每一个结点(node)都是基因或蛋白的一种描述,结点之间保持严格的关系,即“is a”或“part of”。
1. 用关键词检索GO数据库
检索GO数据库通常先进入AmiGO的首页。在GO数据库中,每条记录都有一个数据标识号GO:XXXXXX和对应的术语。因此检索时需要知道待查基因的数字标识号或术语,将它们直接输入框中检索即可。如果检索的基因或蛋白质存在别名,可在检索框下勾选“gene or proteins”,并在检索框中输入别名检索;“exact match”表示是否完全匹配,可供选择。
一、使用GO数据库
这里以检索神经源性分化因子6(NEUROD6)为例。在检索框中输入“NEUROD6”并勾选“gene and proteins”和“exact match”,运行后所得基因产物检索结果如图所示。
举例
人民卫生出版社8年制及7年制临床医学等专业用《生物信息学》
此图显示了该基因产物的基本信息,包括类型、物种、别名来源和序列