必需基因与复制起始点数据库的建立及分析

发布时间：2018-01-01 15:18

本文关键词：必需基因与复制起始点数据库的建立及分析　出处：《天津大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着基因测序技术的不断发展,生物领域内的数据呈现爆炸式增长。而如何从海量数据中挖掘出有价值的信息和模型,则逐步成为生物信息学研究的主要内容。生物必需基因和复制起始点均是维持生命正常代谢生存的主要基因组元件,本论文主要专注于上述两者的数据收集与分析,介绍了相应数据库,并对现有的数据进行生物信息学分析与应用。论文第一部分主要围绕生物必需基因这一内容展开的。首先介绍了全新版本的必需基因数据DEG,目前DEG数据库中的数据较于之前版本有了重大的扩充,不仅大量收集了不同实验条件下原核和真核生物的必需基因,同时也收集了大量必需的非编码基因元件,例如非编码RNA、启动子、调控序列及复制起始点等。并且,我们还开发了可定制的序列对比服务,用户可将自己的基因序列、注释或非注释的全基因组序列提交到DEG中,与自己选定的特殊物种或者特殊实验条件下的必需基因进行序列对比。另外,基于DEG中的数据分析,我们发现细菌基因组中必需基因在全部基因中的比例与基因组长度成指数型衰减,并对五种生物进行了必需基因与非必需基因的GO富集分析。最后,通过全面分析和比较23种细菌中必需基因和非必需基因之间的Ka/Ks值,发现在这些细菌中必需基因相比于非必需基因要更加保守。而且我们还基于蛋白质直系同源簇(COGs)数据库将蛋白质编码基因进行功能分类,发现属于COG子类中G(糖代谢与转运)、H(辅酶代谢转运)、I(转录),J(翻译、核糖体代谢和生物合成)及K(脂类代谢转运)的必需基因在细菌中相比于这些类别中的非必需基因呈现出更强的保守性。论文第二部分主要分析了生物复制起始点及其特点。我们收集了大量不同种类生物的复制起始点数据,分别建立了原核和真核生物复制起始点数据库DoriC和DeOri。其中DoriC数据库中的数据不仅有了大幅增长,而且也新增了实验验证及理论预测的古菌复制起始点数据。同时DeOri也是第一个包含不同真核生物复制起始点的数据库。论文最后介绍了第一个古菌基因组复制起始点网上预测系统Ori-Finder 2。目前,Ori-Finder 2网上服务对单个复制起始点的古菌基因组可以进行准确预测,但对多复制起始点的基因组,还不能完全准确预测所有的复制起始点。
[Abstract]:This paper mainly focuses on the data collection and analysis of both prokaryotic and eukaryotic organisms . In addition , based on the data analysis in DEG , we find that the essential genes in the genome of the bacteria are more conservative than those of non - essential genes . In addition , we have also developed a large number of necessary non - coding gene elements , such as non - coding RNA , promoter , regulatory sequence and replication origin .

【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q811.4

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