قبلا در مطلب آموزش NCBI جهت یافتن توالی ژن در NCBIدر مورد یافتن توالی ترانسکریپت یک ژن در سایت NCBI توضیحاتی را جهت دریافت توالی برای آموزش طراحی پرایمر توسط نرم افزار الیگو 7 ارائه نمودیم. اکنون میخواهیم به صورت جامع تر به آموزش سایت NCBI در مورد یافتن سایر اطلاعات مربوط به یک ژن بپردازیم.

آموزش NCBI بخش GENE: یافتن اطلاعات کامل یک ژن

معرفی سایت NCBI

در نوامبر 1988 بخش جديدي به كتابخانه پزشكي ملي آمريكا (NLM) افزوده شد تا روش‌هاي كامپيوتري پردازش اطلاعات جهت هدايت تحقيقات Biomedical ايجاد شود. اين بخش مهم، مركز ملي اطلاعات بيوتكنولوژي يا NCBI نام گرفت. كتابخانه ملي پزشكي آمريكا در سازمان ملي بهداشت آمريكا (NIH) قرار گرفته است. تجربه هاي موفق اين كتابخانه در ايجاد و نگهداري پايگاه‌هاي داده در زمينه Biomedical و به عنوان بخشي از NIH باعث ايجاد يك برنامه تحقيقاتي در زمينه بيولوژي مولكولي كامپيوتري، شده است. امروزه NCBI به عنوان بزرگترين مركز تحقيقات Biomedical در دنيا شناخته شده است. انستيتوي NCBI جهت رسيدن به اهداف خود فعاليت هاي زير را دنبال مي كند: 1- هدايت تحقيقاتي در زمينه مسايل اصولي Biomedical در سطح مولكولي با بهره‌گيري از روش هاي رياضي و كامپيوتري 2- همكاري با انستيتوهاي ديگر NIH، دانشگاه‌ها، صنعت و ديگر سازمان‌هاي دولتي 3- ايجاد ارتباط هاي علمي به وسيله برگزار كردن همايش‌ها، كارگاه‌هاي آموزشي و سلسله سخنراني‌ها 4- برنامه هاي تحصيلاتي براي دانشجويان در زمينه هاي بيولوژي كامپيوتري توسعه و انتشار نرم افزارها و پايگاه‌هاي داده مختلف.

آموزش کار با NCBI : اطلاعاتی که در مورد یک ژن می توان در سایت NCBI یافت:

شناسایی محل ژن روی کروموزم ها و شناسایی ژن های اطراف آن

شناسایی واریانت های بیانی ژن (mRNA های مرتبط با یک ژن خاص): برای مثال برای طراحی پرایمر جهت بیان ژن

شناسایی پروتئین هایی که توسط این ژن بیان می شوند

شناسایی جهش های (SNP) های موجود برروی این ژن

ساختار پروتئین های یک ژن

بررسی دومین های پروتئین های یک ژن

مقالاتی که در مورد یک ژن منتشر شده است

آسانترین روش برای یافتن اطلاعات مربوط به یک ژن در پایگاه NCBI استفاده از موتور جستجوی این سایت به نام entrez می باشد(شکل زیر). اگر به صفحه اول سایت NCBI به ادرس https://www.ncbi.nlm.nih.g/ بروید با موتور جستجوی entrez روبرو خواهید شد که امکان جستجو از بین چندین منبع داده را فراهم می اورد. برخی از این منابع به شرح زیر می باشند اما منابع مهمتر در ادامه آموزش ذکر شده است.

MEDLINE:اطلاعات مقالات چاپ شده

PubMed: دریافت خلاصه مقالات

PubMed Central:مقالات رایگان بیولوژی و پزشکی

OMIM: اطلاعات های ژن های انسانی و ناهنجاری ژنتیکی

(online mendelian inheritance in man)

OMIA: اطلاعات ژن ها و ناهنجاری ژنتیکی در حیوانات

(online mendelian inheritance in animals)

Books:مجموعه ایی از کتابهای بیولوژی و پزشکی

Journals:دسترسی به عنوان،مخفف و ISSN مجلات

MeSH:اطلاعات واژگان و معادل تخصصی واژه های علمی

RefSeq: در مواردی که یک مولکول با چند توالی برای یک ارگانیسم در GenBank آورده شود NCBI تلاش می کند تا بهترین توالی را انتخاب کند و به عنوان رکورد RefSeq معرفی نماید ) رکورد RefSeq تا حد امکان به دور از جهش، اشتباهات تعیین توالی، تغییرات ناشی از کلونینگ می باشد(

dbEST:توالی های DNA کوتاهی هستند که معمولا بین 300 تا 500 باز دارند و از تعیین ترادف یک یا هر دو انتهای بیان شونده ژن بوجود می آیند. از روی mRNA ابتدا CDNA ساخته می شود سپس کلون می شود بر حسب اینکه کدام انتهای CDNA توالی یابی شود 3’EST یا 5’EST بدست می آید

GSS: شبیه EST است تفاوت GSS با EST در این است که منشاء GSS ژنومی است در حالیکه منشاء EST مولکول mRNA است

توالی های GSS کوتاه و تصادفی و معمولا از انتهای کلون های کاسمید و BAC بدست می آیند.

آموزش سایت NCBI: نحوه جستجوی یک ژن در سایت NCBI

شکل فوق: در کادر موجود اسم ژن مورد نظر خود را بنویسید ( در اینجا CYP2C18) و از میان منابع all database را انتخاب نمایید. بعد از زدن گزینه search به صفحه زیر خواهید رفت که اطلاعات مربوط ژن در منابع مختلف ذکر شده است.

شکل فوق: در این صفحه با کلیک با برروی هر منبع اطلاعات موجود برای این ژن به نمایش در خواهدآمد. با وجود سادگی این نوع جستجو دارای نواقصی نیز میباشد. به عنوان مثال شما میخواهید در مورد یک ژن انسانی تحقیق نمایید اما این روش جستجو اطلاعات مربوط به سایر گونه ها را نیز نمایش می دهد. علاوه براین اطلاعات مربوط به سایر ژن هایی که دارای تشابه اسمی با ژن مورد نظر شما می باشند را نیز به نمایش در خواهد آورد. برای رفع این مشکل باید جستجوی تخصصی تری را انجام داد. برای این منظور از صفحه فوق برروی گزینه gene کلیک کنید تا به صفحه پایین بروید.

شکل فوق: در این صفحه ( اگر در موتور entrez منبع gene را انتخاب کنید و سپس ژن مورد نظر را جستجو کنید به این صفحه وارد می شوید) که مربوط به جستجوی اسم ژن شما در منبع GENE می باشد می توانید مشاهده کنید که زن های مربوط با سایر گونه ها و سایر ژن ها با اسامی مشابه نیز اورده شده است. در میان ژن های لیست شده ژن مورد نظر خود را بیابید ( در اینجا گزینه اول که مربوط به انسان است) توجه داشته باشید که در این صفحه برای هر ژن مکان آن برروی کروموزم ها و سایر اسامی همین ژن و توضیح مختصری در مورد آن ذکر شده است. برروی ژن مورد نظر خود کلیک کنید تا به صفحه پایین بروید.

آموزش سایت NCBI : یافتن توالی یک ژن

اکنون هر چه اطلاعات در این صفحه موجود می باشد متعلق به یک ژن خاص در گونه انتخاب می باشد. در بالا اسم ژن، گونه دارای این ژن، سایر اسامی این ژن و توضیح مختصری در مورد عملکرد ژن ارائه می شود. در قسمت های پایین تر این صفحه تمام اطلاعاتی را که در شکل 2 و از منابع مختلف مشاهده نمودید را میتوان به دست اورد.

در کادر شماره یک جدیدترین سازماندهی ژن ها برروی کروموزم ها را مشاهده م ینمایید در این شکل مدل 108 از مدل 105 جدیدتر می باشد بنابراین اطلاعات مربوط به ژن های بیشتری را در خود جای داده است.

در کادر شماره 2 می توانید ژن های همسایه ژن مورد نظر خود و جهت رونویسی از ژن ها را مشاهده فرمایید

در شکل فوق در کادر شماره یک تعداد واریانت های بیانی این ژن در پایگاه داده NCBI را مشاهده می نمایید. اگزون ها به صورت خطوطی پر رنگ دیده میشود. در کنار هر واریانت های بیانی یک شماره دسترسی برای آن تعیین شده است. ( نحوه به دست اوردن توالی این واریانت ها در جلوتر توضیح داده خواهد شد)

در این شکل در کادر شماره 2 تعداد واریانت های بیانی این ژن در پایگاه داده ensemble را مشاهده می نمایید. همان طور که مشاده میشود بین واریانت های ارائه شده بین دو پایگاه داده مقداری تفاوت وجود دارد. بنابراین باید این واریانت ها در هر دو پایگاه مورد بررسی قرا گیرند.

در کادر شماره 3 ،شماره جفت بازهایی که این ژن در آن کسترده شده است را مشاهده مینمایید.

کادر شماره 4: برای بزرگ نمایی و کوچک نمایی تصویر به کار میرود. برای مثال برای بزرگ نمایی برروی یک اگزون خاص

کادر 5: نمایش دهنده جهش های موجود در این ژن بر اساس منابع مختلف می باشد. برای مشاهده اسم جهش ها باید در کادر شماره 4 میزان بزرگنمایی را افزایش داد

آموزش NCBI : یافتن اصلاعات کامل مربوط به یک ژن در NCBI

در کادر شماره 6 (بخش Related information) می توان اطلاعات بسیار مهمی در مورد ژن را به دست اورد. این اطلاعات به صورت زیر می باشد:

شماره 1: مشاهده ساختار سه بعدی پروتئین های این ژن

شماره 2: مشاهده دومین های موجود در پروتئین های این ژن

شماره 3: توالی های DNA کوتاهی هستند که معمولا بین 300 تا 500 باز دارند و از تعیین ترادف یک یا هر دو انتهای بیان شونده ژن بوجود می آیند. از روی mRNA ابتدا CDNA ساخته می شود سپس کلون می شود بر حسب اینکه کدام انتهای CDNA توالی یابی شود 3’EST یا 5’EST بدست می آید

شماره 4: مشاهده مقالات موجود برای این ژن در پایگاه PMC

شماره 5: مشاهئه اطلاعات بیانی این ژن در بافت ها و یا موجودات و یا آزمایش های مختلف

شماره6: مشاهده مکان این زن برروی کروموزم ها

شماره 7: مشاهده اطلاعات توالی های نوکلئوتیدی ژنومی و RNAهای مربوط به این ژن

شماره 8: مشاهده اطلاعات توالی های پروتئینی مربوط به این ژن

9: مشاهده اطلاعات مربوط به توالی های کامل مربوط به پروتئین های کد شوند توسط این ژن

10: مشاهده اطلاعات مربوط به توالی های کامل واریانت های این ژن

شماره 11: مشاهده اطلاعات مربوط به لیست SNPهای این ژن

شماره 12: مشاهده SNPها در نقاط مختلف ژنوم و در واریانت های مختلف به تفکیک اینترون، اگزون و نواحی UTR به همراه فراوانی جهش ها.

آموزش کار با سایت NCBI : یافتن ساختار سه بعدی پروتئین در NCBI

شکل فوق: با کلیک برروی 3D structures به این صفحه منتقل میگردید. که می توانید در آن ساختار سه بعدی پروتئین را مشاهده و ساختار آن را برای بررسی با سایر نرم افزار ها دانلود نمایید. اگر ژن چند پروتئین داشته باشد در ابتدا یک لیست از پروتئین ها ارائه می گردد که میتوانید ایزوفرم مورد نظر را انتخاب نمایید.

شکل فوق: با کلیک برروی گزینه Conserved Domains به این صفحه متقل میگردید. که در آن دومین های مختلف در پروتئین این ژن نشان داده شده است. برای این ژن 28 دومین شناسایی شده است.

یافتن توالی مرجع یک پروتئین در سایت NCBI

با کلیک برروی گزینه RefSeq Proteins به این صفحه متقل میگردید. که در آن تعداد ایزوفرم های پروتئینی هر ژن لیست می گردد . تفاوت RefSeq Proteins با قسمت Protein در این است که قسمت Protein توالی های ناکامل را نیز نشان میدهد که ممکن حاوی جهش نیز باشند اما قسمت RefSeq Proteins دارای توالی های مورد تایید و کامل برای ایزوفرم ها می باشد. این ژن دارای دو ایزوفرم است با کلیک برروی ایزوفرم مورد نظر به صفحه زیر منتقل می گردید

کادر شماره 1: اطلاعاتی در مورد پروتئین

کادر شماره 2: با کلیک برروی این کادر ساختار سه بعدی پروئین نمایش داده خواهد شد.

کادر شماره 3: با کلیک برروی این گزینه توالی پروتئین به فرمت FASTA به نمایش در خواهد امد که از این فرمت میتوانید برای مقایسه توالی پروتئین با سایر پروتئین ها و به عنوان بلاست کردن پروتئین و هم ردیف کردن توالی استفاده نمود.

کادر 4: اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین به عنوان مثال از اسید امینه شماره 30 تا 431 دومین p450 قرار گرفته است. همچنین اگر پروتئین دارای سیگنال پپتید باشد دراین قسمت به آن اشاره خواهد شد (اسید امینه شماره 1تا 25).

کادر شماره 5: توالی پروتئین

به فرمت نمایش فوق که دارای تمام اصلاعات در مورد پروتئین و یا واریانت بیانی می باشد فرمت GenPet گویند. برای دخیره اطلاعات فوق و بررسی آن به صورت افلاین به طریقه زیر عمل کنید

فایلی که ذخیره میگردد را میتوانید با نرم افزار word باز نمایید و مطالعه فرمایید برای ذخیره توالی به فرمت FASTA نیز به همین طریق میتوان عمل نمود.

یافتن توالی مرجع ژن ها (refseq) در سایت NCBI

شکل فوق: با کلیک برروی لینک RefSeq RNAs به این صفحه منتقل میشوید که transcription variant های مختلف یک ژن را نشان میدهد. و شما میتوانید واریانت مورد نظر را انتخاب کنید و یا بعد از تیک زدن هر دو واریانت و یا واریانت های دلخواه از طریق گرینه send to توالی هر دو واریانت را با فرمت fasta و یا genbank دخیره نمایید. فرمت genbank معادل genpept برای پروتئین ها می باشد و اطلاعات ارائه شده در هر دو صفحه معادل یکدیگر می باشد. ازفرمت fasta می توانید برای طراحی پرایمر و بلاست کردن و یا ترسیم درخت فیلوژنتیکی استفاده نمود.

در قسمت FEATURES فرمت genbank می توانید اطلاعات مربوط به ساختار واریانت ها را مشاهده نمود مانند جایگاه اگزون ها و یا ناحیه کد کنند پروتئین(CDS). در این صفحه با کلیک برروی هر ویژگی توالی مربوط به آن در صفحه به صورت هایلات شده در می آید( شکل زیر).

آموزش سایت NCBI :شناسایی جهش های یک ژن (SNP) در NCBI

شکل فوق: با کلیک برروی گزینه SNP به این صفحه منتقل می شوید که جهش های مرتبط با این آن به نمایش درخواهد آمد.

شکل فوق: با کلیک برروی گزینهSNP: GeneView به این صفحه منتقل می شوید. که جهش ها را به تفکیک واریانت بیانی و در محل وقوع جهش نشان میدهد.

کادر شماره 1: انتخاب واریانت مورد نظر

کادر شماره 2: انتخاب نوع SNP هایی که نمایش داده میشود.

In gene region: برای نمایش SNP ها برروی ژن کامل ( شامل اینترون ها، اگزون ها، پروموتر، و ناحیه های utr) ( همه SNP های موجود)

cSNP: برای نمایش SNP ها برروی توالی mRNA در ناحیه کد کنند پروتئین ها ( شامل اگزون ها)

شکل فوق نمایانگر چهش ها در حالت cSNP می باشد.

شماره 1: جایگاهی در mRNA که جهش در آن رخ میدهد

شماره 2: اسم جهش

شماره 3: میزان هتروزیگوسیتی آن جهش ( فراوانی افراد هترویگوت دارای جهش)

شماره 4: فراوانی اللی که کمترین فراوانی را دارد ( معمولا اللی که کمترین فراوانی را دارد به عنوان الل موتانت در جهش می گیرند)

شماره 5: تغییری که جهش در توالی اسید امینه ها ایجاد می کند.

شماره 6: نوکلئوتیدی که در اثر جهش ایجاد می شود

شماره 7: اسید امینه ای که جهش در آن رخ می دهد

شماره 8: شماره کدونی که جهش در آن رخ می دهد

شماره 9: شماره نوکلئوتید در کدنی که جهش در آن رخ می دهد.

[divider]

دانلود فایل آموزش NCBI بخش GENE با فرمت PDF