序列分析软件DNAMAN的使用方法简介

序列分析软件DNAMAN的使用方法简介

吕惠平

(新疆大学生命科学与技术学院;新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐,830046) DNAMAN是一种常用的核酸序列分析软件。由于它功能强大,使用方便,已成为一种普遍使用的DNA序列分析工具。本文以DNAMAN 5.2.9 Demo version为例,简单介绍其使用方法。 打开DNAMAN,可以看到如下界面:

第一栏为主菜单栏。除了帮助菜单外,有十个常用主菜单,第二栏为工具栏: 第三栏为浏览器栏:

在浏览器栏下方的工作区左侧,可见Channel工具条,DNAMAN提供20个Channel,(如左所示:)点击Channel工具条上相应的数字,即可击活相应的Channel。每个Channel可以装入一个序列。将要分析的序列(DNA 序列或氨基酸序列)放入Channel中可以节约存取序列时间,加快分析速度。此版本DNAMAN提供自动载入功能,用户只需激活某个Channel,然后打开一个序列文件,则打开的序列自动载入被激活的 Channel中。

本文以具体使用DNAMAN的过程为例来说明如何使用DNAMAN分析序列。

1.将待分析序列装入Channel

(1)通过File Open命令打开待分析序列文件,则打开的序列自动装入默认Channel。(初始为 channel1)可以通过激活不同的channel (例如:channel5)来改变序列装入的Channel。

(2)通过

Sequence/Load Sequence菜单的子菜单打开文件或将选定的部分序列装入Channel。通过Sequence/Current Sequence/Analysis Defination命令打开一个对话框,通过此对话框可以设定序列的性质(DNA 或蛋白质),名称,要分析的片段等参数。

2. 以不同形式显示序列

通过Sequence//Display Sequence命令打开对话框,如下图所示:

根据不同的需要,可以选择显示不同的序列转换形式。对话框选项说明如下:

Sequence &Composition 显示序列和成分

Reverse Complement Sequence 显示待分析序列的反向互补序列

Reverse Sequence 显示待分析序列的反向序列

Complement Sequence 显示待分析序列的互补序列

Double Stranded Sequence 显示待分析序列的双链序列

RNA Sequence 显示待分析序列的对应RNA序列

3.DNA序列的限制性酶切位点分析

将待分析的序列装入Channel,点击要分析的Channel,然后通过Restriction/Analysis命令打开对话框,如下所示:

参数说明如下:

Results 分析结果显示

其中包括:

Show summary(显示概要) Show sites on sequence(在结果中显示酶切位点) Draw restriction map(显示限制性酶切图)Draw restriction pattern(显示限制性酶切模式图) Ignore enzymes with more than(忽略大于某设定值的酶切位点)

Ignore enzymes with less than(忽略小于某设定值的酶切位点)

Target DNA (目标DNA特性)

circular(环型DNA),dam/dcm methylation(dam/dcm甲基化)

all DNA in Sequence Channel(选择此项,在Sequence Channel 中的所有序列将被分析,如果选择了Draw restriction pattern,那么当所有的channel中共有两条DNA时,则只能选择两个酶分析,如果共有三个以上DNA时,则只能用一个酶分析。

选择所需的项目,然后按提示操作点击按扭,出现下列对话框:

参数说明如下:

Enzyme

代表(enzyme data file),点击旁边的下拉按钮,出现两个默认选项,restrict.enz和dnamane.enz,如果添加过自制的酶列表,则附加显示自制酶列表文件名。其中restrict.enz数据文件包含180种限制酶,dnamane.enz数据文件包含2524种限制酶。选择其中一个数据文件,相应的酶在左边的显示框中列出(按酶名称字母表顺序),鼠标双击酶名称,则对应的酶被选中,在右边空白框中列出。要自制酶切列表,可以从左边酶列表中双击鼠标选择多种酶(例如puc18 multiple cloning sites),然后点击按钮出现下列对话框:

输入要保存酶列表的文件名,点击

位点。

Cutter 酶切识别序列长度;End 酶切产生的末端,其中包括,Blunt(平头末端),5’Overhang(5’突出粘性末端),3’Overhang(3’突出粘性末端),系统根据cutter和end的设定情况,在左边酶列表中显示符合条件的酶。最后,点击按钮执行操作。 按钮即可保存。自制酶列表可以方便分析特定的酶切

4.DNA序列比对分析(Dot Matrix Comparision)

要比较两个序列,可以使用DNAMAN提供的序列比对工具Dot Matrix Comparision

(点矩阵比较)通过Sequense/Dot matrix comparision命令打开比对界面,如下图:

点击对比界面左上角的按钮,出现下列对话框:

参数说明如下:

Sequence type 序列类型

Sequence 1 参加比对的第一序列选择框,框内选项说明如下:如果要比对的序列在Channel中,点击下拉箭头,选择相应的Channel,则被选中的Channel中的序列作为参加比对的第一序列;也可以从文件夹中选择参加比对的序列,在File选择框上点击即可。通过Length选择参加比对的序列片段。

Sequence 2 参加比对的第二序列选择框;选项说明同上

Show Sequence 选择此项,当同源性大于设定值时,将显示同源性;(此功能未见)

Annotations 是否显示注释

Comparision 比对参数,其中Window代表Window size(单位比对长度),Mismatch代表Mismatch size(单位比对长度中许可的错配值)要快速比对,需将此项设为0。Both stran代表Both strand(双链比对)选择此项,是指用Sequence 2中的序列的正链和负链分别和Sequence 1 比较。Sequence 2 正

链与Sequence 1 比较结果用黑色点表示,Sequence 2 负链比对结果用红色点表示。

Plot box 点阵图表显示参数,Position(起点坐标)Width(宽度值)Height(高度值)Frame size(边框线粗度值)Dot size(点粗度值)Gridline(虚线框数)。 参数设定好后,点击

5.序列同源性分析

(1)两序列同源性分析

通过Sequence/Two Sequence Alignment命令打开对话框,如下所示:

按钮执行操作。

参数说明如下:

Alignment method 比对方法,通常可选Quick(快速比对)或Smith&Waterman(最佳比对),当选择快速比对时,设置较小的k-tuple值,可以提高精确度,当序列较长时,一般要设置较大的k-tuple值。(dna序列:k-tuple值可选范围2—6;蛋白质序列:k-tuple值可选范围1—3。

其它参数说明从略。

(2)多序列同源性分析

通过打开Sequence/Multiple Sequence Alignment命令打开对话框,如下所示:

参数说明如下:

File 从文件中选择参加比对的序列

Folder 从文件夹中选择参加比对的序列

Channel 从channel中选择参加比对的序列

Dbase 从数据库中选择参加比对的序列

Remove 清除选择的序列(鼠标点击左边显示框中的序列名选择)

Clear 清除全部序列 点击按钮,出现方法选择对话框:

选择其中一种方法,点击按钮,出现下列对话框:

如果在前一对话框选择的是Fast alignment,则在此对话框中选择Quick alignment,否则选择 Dynamic alignment 即可。其它参数不必改变,点击对话框中间的

使其它参数取原始默认值。 点击按钮,出现下列对话框:

点击对话框中间的结果如下所示: ,然后点击执行操作。

点击左上角按钮下的按钮,可以从弹出的对话框中选择不同的结果显示特性选项。点击按钮,出现下列选择项:

可以通过这些选项,绘制同源关系图(例如Tree/homology tree命令)。显示蛋白质二级结构(Protein Secondary Structure命令),绘制限制性酶切图(Restriction Analysis命令)等。

同源关系图举例如下:(Tree/Homology Tree命令)

6.PCR引物设计

首先,将目标DNA片段装入Channel,并激活Channel。点击主菜单栏中的Primer主菜单,出现下拉菜单,如下所示:

点击Design PCR Primers for DNA命令,出现下列对话框:

参数说明如下:

Primer locations on target 引物定位

其中包括下列选项:

Product size(扩增目的片段大小)

Sense primer (正向引物选择区)

Antisense primer(反向引物选择区)

Primer 引物特性 包括Length(引物长度),Tm值, GC含量等参数;

Reject primer 引物过滤(将符合引物过滤条件的引物过滤掉)

包括下列选项:

3’dimer(可形成3’端自我互补的碱基数)

Hairpin stem(可形成发卡颈环结构的碱基数)PolyN(多聚碱基)

3’Uique(3’端严格配对碱基数)

Primer-Primer(含义未知)

All matches(引物互补配对百分数)

Consentrations 浓度设定

Product for hybridyzat(ion) PCR产物用于Southern Blot 探针杂交 点击按钮,出现下列对话框:

.选择需要的选项,点击按钮,出现:

点击按钮,完成操作。

7.画质粒模式图

我们常常要用到各种质粒图,无论是制作幻灯片,还是发表文章,常常需要质粒图。DNAMAN 提供强大的绘质粒图功能,能满足我们的需要。

通过Restriction/Draw map 命令打开质粒绘图界面:

将鼠标移动到圆圈上,等鼠标变形成“I”时,单击鼠标左键,出现如下菜单:

菜单说明如下:

Position 当前位置

Add Site 添加酶切位点

Add Element 添加要素

Add Text 添加文字

Insert Fragment 插入片断

Copy Fragment 复制片断

Cut Fragment剪切片断

Remove Fragment清除片断

Frame Thickness 边框线粗细调节

点击 Add Site 选项,出现如下对话框:

参数说明如下:

Name 要添加的酶切位点的名称(例如HindIII)

Position 位置(以碱基数表示)

点击 Add Element选项,出现如下对话框:

参数说明如下:

Type 要素类型(共有三种类型,鼠标点击即可切换)

(c)olor/Pattern 填充色(共有16种颜色供选择)

Name 要素名称

Start /End/Size 要素起点/终点/粗细度

点击Add Text选项,出现如下对话框:

输入要添加的文字,点击Font 按钮设置字体和格式,选择Horizontal(水平显示)或Vertical(垂直显示),点击按钮即可。其它参数说明从略。

在绘图界面空白处,双击鼠标,出现:

通过此对话框,你可以完成各种添加项目的操作,也可以修改已添加的项目。

注意:

你可以通过鼠标双击质粒图上的项目来修改已添加的任何项目,可以通过鼠标移动任何项目。你可以通过帮助文件获取更多信息。

示例:

2003.10.11.

序列分析软件DNAMAN的使用方法简介

吕惠平

(新疆大学生命科学与技术学院;新疆生物资源基因工程重点实验室,乌鲁木齐,830046) DNAMAN是一种常用的核酸序列分析软件。由于它功能强大,使用方便,已成为一种普遍使用的DNA序列分析工具。本文以DNAMAN 5.2.9 Demo version为例,简单介绍其使用方法。 打开DNAMAN,可以看到如下界面:

第一栏为主菜单栏。除了帮助菜单外,有十个常用主菜单,第二栏为工具栏: 第三栏为浏览器栏:

在浏览器栏下方的工作区左侧,可见Channel工具条,DNAMAN提供20个Channel,(如左所示:)点击Channel工具条上相应的数字,即可击活相应的Channel。每个Channel可以装入一个序列。将要分析的序列(DNA 序列或氨基酸序列)放入Channel中可以节约存取序列时间,加快分析速度。此版本DNAMAN提供自动载入功能,用户只需激活某个Channel,然后打开一个序列文件,则打开的序列自动载入被激活的 Channel中。

本文以具体使用DNAMAN的过程为例来说明如何使用DNAMAN分析序列。

1.将待分析序列装入Channel

(1)通过File Open命令打开待分析序列文件,则打开的序列自动装入默认Channel。(初始为 channel1)可以通过激活不同的channel (例如:channel5)来改变序列装入的Channel。

(2)通过

Sequence/Load Sequence菜单的子菜单打开文件或将选定的部分序列装入Channel。通过Sequence/Current Sequence/Analysis Defination命令打开一个对话框,通过此对话框可以设定序列的性质(DNA 或蛋白质),名称,要分析的片段等参数。

2. 以不同形式显示序列

通过Sequence//Display Sequence命令打开对话框,如下图所示:

根据不同的需要,可以选择显示不同的序列转换形式。对话框选项说明如下:

Sequence &Composition 显示序列和成分

Reverse Complement Sequence 显示待分析序列的反向互补序列

Reverse Sequence 显示待分析序列的反向序列

Complement Sequence 显示待分析序列的互补序列

Double Stranded Sequence 显示待分析序列的双链序列

RNA Sequence 显示待分析序列的对应RNA序列

3.DNA序列的限制性酶切位点分析

将待分析的序列装入Channel,点击要分析的Channel,然后通过Restriction/Analysis命令打开对话框,如下所示:

参数说明如下:

Results 分析结果显示

其中包括:

Show summary(显示概要) Show sites on sequence(在结果中显示酶切位点) Draw restriction map(显示限制性酶切图)Draw restriction pattern(显示限制性酶切模式图) Ignore enzymes with more than(忽略大于某设定值的酶切位点)

Ignore enzymes with less than(忽略小于某设定值的酶切位点)

Target DNA (目标DNA特性)

circular(环型DNA),dam/dcm methylation(dam/dcm甲基化)

all DNA in Sequence Channel(选择此项,在Sequence Channel 中的所有序列将被分析,如果选择了Draw restriction pattern,那么当所有的channel中共有两条DNA时,则只能选择两个酶分析,如果共有三个以上DNA时,则只能用一个酶分析。

选择所需的项目,然后按提示操作点击按扭,出现下列对话框:

参数说明如下:

Enzyme

代表(enzyme data file),点击旁边的下拉按钮,出现两个默认选项,restrict.enz和dnamane.enz,如果添加过自制的酶列表,则附加显示自制酶列表文件名。其中restrict.enz数据文件包含180种限制酶,dnamane.enz数据文件包含2524种限制酶。选择其中一个数据文件,相应的酶在左边的显示框中列出(按酶名称字母表顺序),鼠标双击酶名称,则对应的酶被选中,在右边空白框中列出。要自制酶切列表,可以从左边酶列表中双击鼠标选择多种酶(例如puc18 multiple cloning sites),然后点击按钮出现下列对话框:

输入要保存酶列表的文件名,点击

位点。

Cutter 酶切识别序列长度;End 酶切产生的末端,其中包括,Blunt(平头末端),5’Overhang(5’突出粘性末端),3’Overhang(3’突出粘性末端),系统根据cutter和end的设定情况,在左边酶列表中显示符合条件的酶。最后,点击按钮执行操作。 按钮即可保存。自制酶列表可以方便分析特定的酶切

4.DNA序列比对分析(Dot Matrix Comparision)

要比较两个序列,可以使用DNAMAN提供的序列比对工具Dot Matrix Comparision

(点矩阵比较)通过Sequense/Dot matrix comparision命令打开比对界面,如下图:

点击对比界面左上角的按钮,出现下列对话框:

参数说明如下:

Sequence type 序列类型

Sequence 1 参加比对的第一序列选择框,框内选项说明如下:如果要比对的序列在Channel中,点击下拉箭头,选择相应的Channel,则被选中的Channel中的序列作为参加比对的第一序列;也可以从文件夹中选择参加比对的序列,在File选择框上点击即可。通过Length选择参加比对的序列片段。

Sequence 2 参加比对的第二序列选择框;选项说明同上

Show Sequence 选择此项,当同源性大于设定值时,将显示同源性;(此功能未见)

Annotations 是否显示注释

Comparision 比对参数,其中Window代表Window size(单位比对长度),Mismatch代表Mismatch size(单位比对长度中许可的错配值)要快速比对,需将此项设为0。Both stran代表Both strand(双链比对)选择此项,是指用Sequence 2中的序列的正链和负链分别和Sequence 1 比较。Sequence 2 正

链与Sequence 1 比较结果用黑色点表示,Sequence 2 负链比对结果用红色点表示。

Plot box 点阵图表显示参数,Position(起点坐标)Width(宽度值)Height(高度值)Frame size(边框线粗度值)Dot size(点粗度值)Gridline(虚线框数)。 参数设定好后,点击

5.序列同源性分析

(1)两序列同源性分析

通过Sequence/Two Sequence Alignment命令打开对话框,如下所示:

按钮执行操作。

参数说明如下:

Alignment method 比对方法,通常可选Quick(快速比对)或Smith&Waterman(最佳比对),当选择快速比对时,设置较小的k-tuple值,可以提高精确度,当序列较长时,一般要设置较大的k-tuple值。(dna序列:k-tuple值可选范围2—6;蛋白质序列:k-tuple值可选范围1—3。

其它参数说明从略。

(2)多序列同源性分析

通过打开Sequence/Multiple Sequence Alignment命令打开对话框,如下所示:

参数说明如下:

File 从文件中选择参加比对的序列

Folder 从文件夹中选择参加比对的序列

Channel 从channel中选择参加比对的序列

Dbase 从数据库中选择参加比对的序列

Remove 清除选择的序列(鼠标点击左边显示框中的序列名选择)

Clear 清除全部序列 点击按钮,出现方法选择对话框:

选择其中一种方法,点击按钮,出现下列对话框:

如果在前一对话框选择的是Fast alignment,则在此对话框中选择Quick alignment,否则选择 Dynamic alignment 即可。其它参数不必改变,点击对话框中间的

使其它参数取原始默认值。 点击按钮,出现下列对话框:

点击对话框中间的结果如下所示: ,然后点击执行操作。

点击左上角按钮下的按钮,可以从弹出的对话框中选择不同的结果显示特性选项。点击按钮,出现下列选择项:

可以通过这些选项,绘制同源关系图(例如Tree/homology tree命令)。显示蛋白质二级结构(Protein Secondary Structure命令),绘制限制性酶切图(Restriction Analysis命令)等。

同源关系图举例如下:(Tree/Homology Tree命令)

6.PCR引物设计

首先,将目标DNA片段装入Channel,并激活Channel。点击主菜单栏中的Primer主菜单,出现下拉菜单,如下所示:

点击Design PCR Primers for DNA命令,出现下列对话框:

参数说明如下:

Primer locations on target 引物定位

其中包括下列选项:

Product size(扩增目的片段大小)

Sense primer (正向引物选择区)

Antisense primer(反向引物选择区)

Primer 引物特性 包括Length(引物长度),Tm值, GC含量等参数;

Reject primer 引物过滤(将符合引物过滤条件的引物过滤掉)

包括下列选项:

3’dimer(可形成3’端自我互补的碱基数)

Hairpin stem(可形成发卡颈环结构的碱基数)PolyN(多聚碱基)

3’Uique(3’端严格配对碱基数)

Primer-Primer(含义未知)

All matches(引物互补配对百分数)

Consentrations 浓度设定

Product for hybridyzat(ion) PCR产物用于Southern Blot 探针杂交 点击按钮,出现下列对话框:

.选择需要的选项,点击按钮,出现:

点击按钮,完成操作。

7.画质粒模式图

我们常常要用到各种质粒图,无论是制作幻灯片,还是发表文章,常常需要质粒图。DNAMAN 提供强大的绘质粒图功能,能满足我们的需要。

通过Restriction/Draw map 命令打开质粒绘图界面:

将鼠标移动到圆圈上,等鼠标变形成“I”时,单击鼠标左键,出现如下菜单:

菜单说明如下:

Position 当前位置

Add Site 添加酶切位点

Add Element 添加要素

Add Text 添加文字

Insert Fragment 插入片断

Copy Fragment 复制片断

Cut Fragment剪切片断

Remove Fragment清除片断

Frame Thickness 边框线粗细调节

点击 Add Site 选项,出现如下对话框:

参数说明如下:

Name 要添加的酶切位点的名称(例如HindIII)

Position 位置(以碱基数表示)

点击 Add Element选项,出现如下对话框:

参数说明如下:

Type 要素类型(共有三种类型,鼠标点击即可切换)

(c)olor/Pattern 填充色(共有16种颜色供选择)

Name 要素名称

Start /End/Size 要素起点/终点/粗细度

点击Add Text选项,出现如下对话框:

输入要添加的文字,点击Font 按钮设置字体和格式,选择Horizontal(水平显示)或Vertical(垂直显示),点击按钮即可。其它参数说明从略。

在绘图界面空白处,双击鼠标,出现:

通过此对话框,你可以完成各种添加项目的操作,也可以修改已添加的项目。

注意:

你可以通过鼠标双击质粒图上的项目来修改已添加的任何项目,可以通过鼠标移动任何项目。你可以通过帮助文件获取更多信息。

示例:

2003.10.11.


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