基因网络图
⑴ 在基因预测的网站中
http://www.bioon.com/trends/news/353640.shtml
过去五十年里,单个基因、蛋白质的研究构成了我们现在所认识的发育过程的基础。但是,当前扩大的高通量筛选和积聚的基因表达,以及遍布的蛋白质相互作用数据库,都似乎在暗示我们这种单个基因、蛋白质的研究不会走太远了。现在,Kristin Gunsalus和同事给在早期发育中起作用的分子机器预测了系统模型,数据的来源主要有转录组(Transcriptome)、相互作用组(Interactome)和表型数据库。
但究竟什么样的合适系统可以发展出这样的预测性模型来,又该如何去客观评价它们?线虫为高通量研究铺平了道路,因为在早期胚胎发育(embryogenesis)过程中,如细胞的分裂、极性形成,都可以为大范围的功能分析提供依据。作者制作了一些网络图,图中的结点代表早期胚胎发育中起作用的基因和它的表达产物,之间的连线代表基因间潜在的功能联系;这些联结建立的基础是3848个线虫蛋白及其6572对相互关系,以及众多的表达谱和表型相似度。
作者使用了一种算法,在这个网络中发现了一个相互作用密集的区域。该区域由305个结点构成,并由1036个连线联结而成(每个联结都有两至三个功能证据支持)。据此算法,作者还建立了两套模型,分析在早期胚胎发育中所起作用的高水平网络框架。第一套模型包含了由基因相互作用和表型相关性所支持的联结,描绘了参与细胞内独特分子机器(如核糖体,蛋白酶体/proteasome,促分裂后期复合物/anaphase promoting complex)生理功能的分子网络结构。另一套模型包含了较少的蛋白质相互作用,但其中起主导作用的是由表型和表达相关性共同支持的联结;典型的例子是在mRNA和蛋白质代谢,染色体维持,减数分裂中起作用的基因。
为评价这些模型的预测价值有多高,作者选择了十个之前科学家们尚未描述的基因,通过使用绿色荧光蛋白标记蛋白来观察它们在体内动态的亚细胞定位,分析了它们在分子机器中潜在的功能参与。利用第二套模型,他们检测了三个不同早期胚胎发育(中心体功能;DNA复制中的细胞极性和分子网络;染色质结构和核胞间运输)所涉及的蛋白质。经过分析,他们预测了一些在这些分子机器中潜在作用的新基因。
⑵ 如何根据biogrid蛋白网络图预测相互作用
蛋白质相互作用数据库见下表所示: 数据库名
BIND
DIP
IntAct
InterDom
MINT
STRING
HPRD
HPID
MPPI
蛋白质相互作用的预测方法很非常多,以下作了简单的介绍
1) 系统发生谱
这个方法基于如下假定:功能相关的(functionally related)基因,在一组完全测序的基因组中预期同时存在或不存在,这种存在或不存在的模式(pattern)被称作系统发育谱;如果两个基因,它们的序列没有同源性,但它们的系统发育谱一致或相似.可以推断它们在功能上是相关的。
2
2) 基因邻接
这个方法的依据是,在细菌基因组中,功能相关的基因紧密连锁地存在于一个特定区域,构成一个操纵子,这种基因之间的邻接关系,在物种演化过程种具有保守性,可以作为基因产物之间功能关系的指示。这个方法似乎只能适用于进化早期的结构简单的微生物。所以在人的蛋白质相互作用预测时不采用这个方法。
3) 基因融合事件
这个方法基于如下假定:由于在物种演化过程中发生了基因融合事件,一个物种的两个(或多个)相互作用的蛋白,在另一个物种中融合成为一条多肽链, 因而基因融合事件可以作为蛋白质功能相关或相互作用的指示。
4) 镜像树
这个方法的思想是,功能相关的蛋白质或同一个蛋白的域之间,受功能约束,其进化过程应该保持一致, 即呈现共进化(CO—evolution)特征,通过构建和比较它们的系统发育树,如果发现树的拓扑结构显示相似性,这种相似的树被称作镜像树,那么,可以推测建树基因的功能是相关的。
5) 突变关联
物理上相互接触的蛋白质, 比如处在同一个结构复合物中的蛋白质,其中一个蛋白质在进化过程中累计的残基变化,通过在另一个蛋白质中发生相应的变化予以补偿,这种现象被称作关联突变。
6)
序列信号关联
3
通过检查实验上已经证实的相互作用蛋白质对,发现序列特征信号
(sequence-signatures)在不同对的相互作用蛋白中重复地出现,这一现象被称作序列信号关联。利用序列域信号关联作为相互作用蛋白质的识别指示,可以预测未知功能蛋白与已知蛋白的相互作用,减少直接实验的搜索空间。
7) 保守的蛋白间相互作用
相互作用的蛋白质在物种演化过程中具有保守性,因此,可以通过在一个物种中建立的蛋白质相互作用网络,预测其它物种的蛋白质间相互作用。这是后基因组时代产生的一个分子进化概念,使人们联想到直系同源基因(orthologs)和平行同源基因(paralogs)两个概念。Walhout首先提出了”interologs”这个新概念,后由Matthews等利用酵母双杂交法分析了1195个酿酒酵母相互作用蛋白在线虫(C.elegans)中的保守性,获得了
16%-31%线虫保守相互作用蛋白,它们主要集中在核心代谢过程(core metabolic processes)并预期随着亲缘关系的远近,保守性作相应变化。
8) 同源结构复合物
设想三维结构已知的蛋白质复合物,各自的同家族成员以同样的方式发生相互作用.
9) 进化速率关联
蛋白质的进化速率由这个蛋白质同其它蛋白质发生相互作用的数量决定,并呈负相关,即相互作用的数量越多进化速率越低,而不是通常设想的蛋白质的进化速率由这个蛋白质对机体的重要性决定,这是一个极重要的概念。Fraser等13Ol利用一组实验上证实的酵母相互作用蛋白,量化分析了进化速率、适合度(fitness)和序列共进化(sequence CO—evolution)之间的关系;统计分析显示,在酵母蛋白质相互作用网络中,连接点越多的蛋白质进化速率进化越低,可能的原因是,这些蛋白质需要与更多的相互作用伴体(partner)共进化。
10) 共鸣识别模型MRRM预测蛋白质相互作用
从蛋白质一级结构预测蛋白质相互作用,它假设生物分子(包括蛋白质和DNA)之间的相互作用是通过共鸣能量的传递来实现的,RRM恰当地引入了一些蛋白质的物理参数,并且运用了信号分析方法(Digital Signal Analysis,DSP)使得对于蛋白质和基因的分析脱离了局部性。
11) 通过Domain相互作用来预测蛋白质相互作用
Domain是蛋白质最小的功能单元,它们之间的相互作用一定程度上就决定了蛋白质之间的相互作用。按照这个方法将所有的氨基酸序列进行聚类,如果类与类之间的相互作用的序列对的个数超过了一定阈值,则表示与两个类的代表序列同源的蛋白质之间都可能会发生相互作用。
12) 根据蛋白结构来预测蛋白相互作用
Lappe等人认为,虽然蛋白质之间的相互作用并不能直接用作预测,但是在结构上相似的蛋白质将有可能具有相似的功能,至少会给出一定的功能提示。分类的原则可按照SCOP给出的层次进行,分类方法是将已知序列的蛋白质相互作用对分别与SCOP的典型结构进行匹配,使之对应到每一个类中。预测已知与其他蛋白相互作用关系的蛋白的序列结构可以列出该蛋白结构组成的最大可能情况。
⑶ 高中生物知识网络图
多看看课本,基础知识打牢了 自己可以把知识沟通联系起来 画出来的图财比较有意义吧。
转来自网络文库:
绪 论
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2. 从结构上说,除病毒以外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
3.新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变化总称,是生物体进行一切生命活动的基础。
4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物体都有生长、发育和生殖的现象。
6.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
7.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
第一章 生命的物质基础
8.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
9.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。
10.各种生物体的一切生命活动,绝对不能离开水。
11.糖类是构成生物体的重要成分,是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。
12.脂类包括脂肪、类脂和固醇等,这些物质普遍存在于生物体内。
13.蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。
14.核酸是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要作用。
15.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
第二章 生命的基本单位——细胞
16.活细胞中的各种代谢活动,都与细胞膜的结构和功能有密切关系。细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。
17.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
18.细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。
19.线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
20.叶绿体是绿色植物叶肉细胞中进行光合作用的细胞器。
21.内质网与蛋白质、脂类和糖类的合成有关,也是蛋白质等的运输通道。
22.核糖体是细胞内合成为蛋白质的场所。
23.细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,主要是对蛋白质进行加工和转运;植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关。
24.染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。
25.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
26.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
27.细胞以分裂是方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
28.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
29.细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度。
30.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。
第三章 生物的新陈代谢
31.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。
32.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA. 33.酶的催化作用具有高效性和专一性;并且需要适宜的温度和pH值等条件。
34.ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
35.光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧的过程。光合作用释放的氧全部来自水。
36.渗透作用的产生必须具备两个条件:一是具有一层半透膜,二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。
37.植物根的成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
38.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。
39.高等多细胞动物的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
40.正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫稳态。稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
41.对生物体来说,呼吸作用的生理意义表现在两个方面:一是为生物体的生命活动提供能量,二是为体内其它化合物的合成提供原料。
第四章 生命活动的调节
42.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段。
43.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般来说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
44.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液可获得无子果实。
45.植物的生长发育过程,不是受单一激素的调节,而是由多种激素相互协调、共同调节的。
46.下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。
47.相关激素间具有协同作用和拮抗作用。
48.神经系统调节动物体各种活动的基本方式是反射。反射活动的结构基础是反射弧。
49.神经元受到刺激后能够产生兴奋并传导兴奋;兴奋在神经元与神经元之间是通过突触来传递的,神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
50.在中枢神经系统中,调节人和高等动物生理活动的高级中枢是大脑皮层。
51.动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。
52.判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式,是大脑皮层的功能活动,也是通过学习获得的。
53.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导的地位。
54.动物行为是在神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调下形成的。
第五章 生物的生殖和发育
55.有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。
56.营养生殖能使后代保持亲本的性状。
57.减数分裂的结果是,新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞的减少了一半。
58.减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两个染色体移向哪一极是随机的,则不同对的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。
59.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。
60.一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精细胞,精细胞再经过复杂的变化形成精子。
61. 一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞。
62. 对于进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的63. 对于进行有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵。
64. 很多双子叶植物成熟种子中无胚乳,是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被胚吸收,营养物质贮存在子叶里,供以后种子萌发时所需。
65. 植物花芽的形成标志着生殖生长的开始。
66.高等动物的个体发育,可以分为胚胎发育和胚后发育两个阶段。胚胎发育是指受精卵发育成为幼体。胚后发育是指幼体从卵膜孵化出来或从母体内生出来以后,发育成为性成熟的个体。
第六章 遗传和变异
67.DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,而噬菌体的各种性状也是通过DNA传递给后代的,这两个实验证明了DNA 是遗传物质。
68.现代科学研究证明,遗传物质除DNA以外还有RNA.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
69.碱基对排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基对的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。
70.遗传信息的传递是通过DNA分子的复制来完成的。
71.DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
72.子代与亲代在性状上相似,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。
73.基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈直线排列,染色体是基因的载体。
74.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。
75.由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因含有不同的遗传信息。(即:基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息)。
76.DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序,信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序,氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性,从而使生物体表现出各种遗传特性。
77.生物的一切遗传性状都是受基因控制的。一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程;基因控制性状的另一种情况,是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。
78.基因分离定律:具有一对相对性状的两个生物纯本杂交时,子一代只表现出显性性状;子二代出现了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3:1. 79.基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体,具有一定的独立性,生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
80.基因型是性状表现的内存因素,而表现型则是基因型的表现形式。
81.基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
82.基因的连锁和交换定律的实质是:在进行减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子;在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组。
83.生物的性别决定方式主要有两种:一种是XY型,另一种是ZW型。
84.可遗传的变异有三种来源:基因突变,基因重组,染色体变异。
85.基因突变在生物进化中具有重要意义。它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。
86.通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源。这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义。
第七章 生物的进化
87.生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
88.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,其基本观点是:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
第八章 生物与环境
89.光对植物的生理和分布起着决定性的作用。
90.生物的生存受到很多种生态因素的影响,这些生态因素共同构成了生物的生存环境。生物只有适应环境才能生存。
91.保护色、警戒色和拟态等,都是生物在进化过程中,通过长期的自然选择而逐渐形成的适应性特征。
92.适应的相对性是遗传物质的稳定性与环境条件的变化相互作用的结果。
93.生物与环境之间是相互依赖、相互制约的,也是相互影响、相互作用的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。
94.在一定区域内的生物,同种的个体形成种群,不同的种群形成群落。种群的各种特征、种群数量的变化和生物群落的结构,都与环境中的各种生态因素有着密切的关系。
95.在各种类型的生态系统中,生活着各种类型的生物群落。在不同的生态系统中,生物的种类和群落的结构都有差别。但是,各种类型的生态系统在结构和功能上都是统一的整体。
96.生态系统中能量的源头是阳光。生产者固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。这些能量是沿着食物链(网)逐级流动的。
97.对一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。
⑷ 如何根据差异表达基因建立互作网络图
基因互作是指非等位基因之间通过相互作用影响同一性状表现的现象。广义上,基因互作可分为基因内互作和基因间互作。基因内互作是指等位基因间的显隐性作用。基因间互作是指不同位点非等位基因之间的相互作用,表现为互补,抑制,上位性等。
基因互作:鸡冠的形状很多,除常见的单冠外,还有胡桃冠、玫瑰冠和豌豆冠等
互补效应:子一代自交,子二代中应该9/16C_P_,3/16C_pp,3/16ccP_,1/16ccpp,由于显性基因C与显性基因P间的互补作用,只有9/16 C_P_在表型上是红花,其余的7/16都是白
积加作用:是指两种显性基因同时存在时产生一种性状,单独存在 时,分别表现相似的性状。
例如,南瓜有不同的果形,圆球形对扁盘形为隐性,长圆形对圆球形为隐性。如果用两种不同基因型的圆球形品种杂交,F1产生扁盘形, F2出现三种果形:9/16扁盘形,6/16圆球形,1/16长圆形花,在这里C与P是互补基因
重叠作用:是指不同对基因互作时,对表现型产生相同的影响,F2 产生15∶1的比例。这类表现相同作用的基因,称为重叠基因。
例:将荠菜三角形蒴果与卵圆形蒴果植株杂交,F1全是三角形蒴果。 F2分离为 15/16三角形蒴果∶1/16卵形蒴果
⑸ 转录组共表达网络图用什么值,用k值可以吗
基因表达谱分析所采用的常用方法是聚类,其目的就是将基因分组.从数学的角度,聚类得到的基回因分组答,一般是组内各成员在数学特征上彼此相似,但与其它组中的成员不同.从生物学的角度,聚类分析方法所隐含的生物学意义或基本假设是,组内基因的表达谱相似,它们可能有相似的功能.然而,产物有相同功能的编码基因(例如对其它蛋白质有磷酸化作用),不一定共享相似的转录模式.相反,有不同功能的基因可能因为巧合或随机扰动而有相似的表达谱.尽管有许多意外的情况存在,大量功能相关的基因的确在相关的一组条件下有非常相似的表达谱,特别是被共同的转录因子共调控的基因,或者产物构成同一个蛋白复合体,或者参与相同的调控路径.因此,在具体的应用中,可以根据对相似表达谱的基因进行聚类,从而指派未知基因的功能.
⑹ 如何将NCBI中的基因数据转化为网络图啊
去查一个英国网站吧!!!
⑺ 如何把多个mirna与mrna网络图合并在一起
miRNA基因复通常是在核内由制RNA聚合酶II(polII)转录的,最初产物为大的具有帽子结构(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pri-miRNA。
pri-miRNA在核酸酶Drosha和其辅助因子Pasha的作用下被处理成70个核苷酸组成的pre-miRNA。RAN–GTP和exportin 5将pre。
⑻ 100分求“第一个中国人基因组图谱”
华大基因“炎黄一号”基因组图谱登上国际顶级学术刊物《自然》杂志,于11月内6日作为封面故事刊登容出来。“基因密码”将严格保密。
http://www.genomics.org.cn/research3.php?id=91
上面的页面有里《Nature》全文下载链接:
文件名为20081119002005.pdf
⑼ cytoscape绘制网络图,导入数据的要求有哪些
cytoscape可以处理多种格式的文本文件。你把你的数据转成这些文件,然后就可以在cytoscape里打开了。
最简单的是.sif格式(sif格式),格式是:
nodeA <interaction> nodeB
nodeC <interaction> nodeD
...
就是说文件分三列,第一列和第三列是相互作用的基因名,第二列是相互作用的名称。.sif格式的好处是简单,容易处理。不过它不能规定每个节点的位置、大小、形状等。
另一种是xgmml格式,它是一种xml格式,可以规定节点和边的许多信息,但也更复杂。我在网上查了很久都没有查到xgmml格式的详细信息,没办法只好随便画个网络,让cytoscape导出成xgmml,然后一行一行看,花了一晚上搞明白了。于是写了几个python小函数来专门写这种格式。代码附在最后。
然后要画网络的时候写小脚本就行了:(假设这几个小函数的文件名叫xgmml.py)
from xgmml import *
fid = open('test.xml', 'w')
addHead(fid, 'hehe')
addNode(fid, 'A', 'A')
addNode(fid, 'B', 'B')
addEdge(fid, 'A', 'B', 'A to B')
fid.write('</graph>\n')
fid.close()
代码应该很好理解吧?导入包,打开文件,用addHead写文件头,addNode加结点,addEdge加边,补一句文件结尾,然后关闭文件。
最后把test.xml在cytoscape里打开就行啦