DNA计算中的编码序列设计问题

分析了DNA计算过程中可能出现的序列设计的错误,综述了序列设计过程中的正、负设计方案,约束条件及其在编码序列优化设计中的作用,总结了目前存在的主要编码方法,指出:通过提高升化试验技术,减少和减弱众多的约束条件,或将二者有机结合,才有望从根本上解决编码序列设计问题.     

红花菜豆黄烷酮-3-羟化酶基因电子克隆及序列分析

黄烷酮-3-羟化酶(F3H)是植物类黄酮物质生物合成途径中的一个关键酶。本文利用电子克隆的方法,采用已经报道的大豆F3H基因cDNA序列为种子序列,搜索红花菜豆EST数据库,获得了假定的红花菜豆F3H基因cDNA的序列。根据假定的cDNA序列设计引物,采用RT-PCR的方法获得了红花菜豆F3H基因cDNA的编码序列。并采用生物信息工具对红花菜豆F3H的性质包括氨基酸序列组成、物理和化学性质、二级和三级结构的特点进行了研究。结果表明,红花菜豆F3H基因cDNA包含一个1128 bp的完整的开放读码框,其编码蛋白由375个氨基酸组成。与大豆黄烷酮-3-羟化酶同源性为92%。其二级结构含有40.8%α螺旋和39.73%无规则卷曲,β折叠较少为4.53%。采用同源模建的方式分析其三维立体结构,表明其三维结构是一个紧密的球状结构。     

巴氏杜氏藻ζ-胡萝卜素脱氢酶基因的克隆与分析

ζ-胡萝卜素脱氢酶(ZDS)基因是胡萝卜素生物合成途径中的一个关键酶之一。根据实验室已获得的巴氏杜氏藻ZDS基因的cDNA序列,设计引物,通过分段PCR的方法,获得ZDS基因的编码区序列。然后根据获得编码区序列,利用染色体步移的方法获得其两端侧翼序列:启动子和终止子,并利用生物信息学工具对获得序列进行分析。实验获得的完整ZDS基因全长11896 bp,其中编码区序列(从"ATG"到"TAA")长度为6435,编码区上游序列4091 bp(包括33 bp的5’UTR序列),编码区下游序列1370 bp(包括411 bp的3’UTR序列)。将编码序列与cDNA(开放阅读框)进行比对,发现整个编码区序列含有12个外显子和11个内含子,其中内含子长度达4686 bp,约为外显子长度的2.68倍,内含子均以GT开始,AG收尾,属于最常见的内含子类型。通过生物信息学分,发现ZDS启动子中具有多种转录因子结合位点,包括与光调控有关的GAGAbox,ASF1;与植物黄化反应有光的ACGTbox等。     

烟草基因组知识篇:3.基因组注释

<正>在完成序列的拼接后,得到的是很长的DNA序列、甚至可能是整个基因组的序列。这些序列中包含许多未知的基因,将基因从这些序列中找出来是基因组注释的主要内容。基因组DNA序列可分为两大部分:基因及其相关序列、基因间序列。以起始密码子开始、终止密码子结束、称之为开放阅读框(open readingframe,ORF)的序列为基因序列,它们可编码蛋白质和RNA(非编码RNA),所以又称为编码序列;基因相关序列包括拟(假)基因(pseudogene)、基因片段、内含子、非翻译区(untranslated region,UTR)等[1]。基因间序列主要是一些重复序列,它们是所有基因组尤其是真核生物基因组共同的重要特征。     

回转式贴标机取标板结构参数优化设计

在分析取标板运动过程中的最大法向绝对误差的基础上,建立以最大法向绝对误差函数为目标函数,以取标板半径和偏心距为设计变量,以取标板与标签无相对滑动以及设计变量的可选范围为约束条件的取标板结构参数优化模型。用遗传算法进行优化计算,并比较优化前后的最大法向绝对误差。结果表明,经过遗传算法优化后获得的最优取标板半径和最优偏心距能有效减小取标过程中的最大法向绝对误差,为取标板结构参数的合理选取提供了依据。     

一种基于RNA二级结构的信息隐藏方案

以核酸(RNA)序列为载体,提出了一种基于RNA二级结构的信息隐藏方案.该方案把编码为RNA序列的明文嵌入到参考RNA序列,以自由能作为约束条件,通过预测软件RNAstructure获取位置信息,接收方接收到参考序列和位置信息后,通过约定的软件和条件恢复出秘密信息.仿真结果表明该方案具有较好的安全性和稳健性,可用于秘密信息的隐写通信.     

PVC生产中钢制水夹套氯化氢合成炉的设计

分析了PVC生产中钢制水夹套氯化氢合成炉腐蚀原因和腐蚀机理,确定了合成炉设计的壁温约束条件和设计对策.采用数学模拟法提出了附加壁温约束条件的氯化氢合成炉系统设计方法.经生产检验设计合理,操作稳定,合成炉使用寿命长.     

苦荞和甜荞二氢黄酮醇4-还原酶基因（Dfr）的克隆及序列分析

采用同源基因克隆的方法,以苦荞和甜荞叶片为材料,提取总RNA,经RT-PCR 扩增获得其二氢黄酮醇4- 还原酶基因(dfr)cDNA 序列,并通过T 载体克隆后测序。序列分析表明,获得了苦荞和甜荞dfr 的全长cDNA编码序列,其1026bp 的全长开放阅读框(ORF)均编码341 个氨基酸,并具典型的dfr 结构特征和功能模块。同源性分析显示,苦荞和甜荞与其他植物的dfr 基因核苷酸相似性为71%～98%;根据氨基酸序列构建系统进化树表明,二者与豆科、桑科和蔷薇科聚为一类。     

两种实用的优化公差设计方法

提出了优化公差设计的一般流程 ,介绍了以加工难度与制造资源匹配为约束条件和以最低制造成本为约束条件的两种实用公差优化设计方法。     

单增李斯特菌分子检测标记的数据挖掘

本研究采用生物信息学手段对微生物基因组进行研究,通过对单增李斯特菌和其它微生物的基因组数据的比对分析,获得了种内相似度高于99% 的未被用作检测标记的单增李斯特菌种特异性序列区段4 个和编码序列4个,较之传统的检测标记的挖掘方法更简单快捷,为建立食源性致病菌检测标记挖掘策略进行了有益的试。     

适于PCR分析的烤后烟叶DNA提取方法的研究

以８ 种方法提取烤后烟叶ＤＮＡ,测定其浓度和纯度,结合叶绿体不编码蛋白序列和３５Ｓ启动子序列的ＰＣＲ扩增结果来分析评价提取ＤＮＡ 的质量,同时讨论了这些提取方法的可靠性及所提取ＤＮＡ 的纯度和产量。     

DNA技术中的设计进展

20世纪后半叶,随着蛋白质与核酸测序技术的问世,人类所掌握的生物大分子结构与功能的信息量暴涨,并逐渐进入了理性设计序列,以达到建构生物大分子功能性三级结构的自由王国。随着21世纪的到来,得益于多学科交叉集成,DNA技术中的创新性设计智慧此起彼伏。人类成功重装了低等生命的基因组,设计基因组底盘、构建人工进化平台,推出CRISPR基因编辑术,发明DNA折纸术,精确自组装纳米级三维DNA材料。另外,可将设计学的立体构成原理与基于用户体验的设计方法应用于生物信息学数据库建设。     

基于多重荧光PCR检测的肉及其制品中鸭DNA成分的鉴别方法

针对现有肉制品中鸭DNA成分检测方法不能检测番鸭DNA成分的问题,通过下载番鸭、家鸭及其相近物种的12SrDNA序列,使用CLUSTAL X2进行序列比对,筛选特异性序列,设计了一对通用引物及两条番鸭、家鸭特异性探针,构建了可同时检测番鸭、家鸭DNA成分的实时荧光PCR方法。结果表明:最终构建的检测方法可在掺伪量为0.1%的情况下,检测出样品中的家鸭或番鸭DNA成分。该方法相比普通PCR或单重荧光PCR检测方法节省了劳动力,提高了检测效率,补充了现有检测方法的不足,为更有效地识别掺伪肉类提供技术支持。     

DNA探针及其在食品工业中的应用

DNA探针实质上是一种具有单一螺旋结构的DNA,其多核苷酸通过碱基配对可以同具有互补顺序的另一条多核苷酸（靶DNA）杂交,用同位素、酶或其他检测方法进行标识,就可以很快发现探针并知道混合在其他微生物中的检测菌。利用这一原理,可以辨别出各种致病菌的DNA。该方法可用于包括食品生产中产生的致病菌和各种谷物、禽畜的疾病检测。     

果汁DNA提取方法比较及柑橘属植物分子生物学检测技术的研究

以橙汁为研究对象,选取市售100%橙汁及橙汁饮料各3种,采用CTAB法、SDS-CTAB法以及改良CTAB法提取其DNA,对所提取的DNA的浓度、纯度及扩增效率进行比较;同时选取橙UDP-葡糖基转移酶蛋白基因设计柑橘属植物特异性扩增引物,通过定性PCR检测其特异性和灵敏度,并应用于果汁中柑橘属植物的检测。实验结果证明,由改良CTAB法获得的DNA模板质量较高,适用于果汁中DNA的提取。UGT基因引物可对柑橘属植物产生特异性扩增,最低检测限为10pg/μL。将该引用物用于市售橙汁的检测,其检测结果为阳性,从而证明UGT基因特异性引物可用于果汁中的柑橘属植物成分的检测及鉴伪研究。     

DNA条形码技术在肉品防欺诈鉴别中的应用

以DNA条形码技术鉴别进出口监督抽检的鱼肉等水产制品的种类来源,用以判别其与申报或产品标签是否相符.分别提取鱼肉等样品的基因组DNA,以目前国际上比较公认的动物线粒体细胞色素氧化酶COⅠ基因通用引物进行PCR扩增.PCR产物经测序分析后,将得到的扩增片段序列与Genbank数据库进行序列比对,同时提交Barcoding Life DNA条形码数据库(BOLD)进行鉴定分析.本批次监督抽检的16份鱼肉、鱼丸等水产制品中除1份样品未能成功获得鱼肉COⅠPCR扩增外,其余15份样品均顺利得到种类来源鉴定,鉴定结果约有31.25％的样品与产品标签标示不符.作为一种简单、快速、有效的分子鉴定技术,DNA条形码可以直接应用于鱼肉等动物源性食品的种类鉴定.     

基于综框任意升降的随机织物设计方法

为探讨经纬交织无重复规律织物的织造控制方法,以提综开口综框状态的二进制表达为基础,提出基于综框随机升降的随机织物的概念,给出了随机织物的织造控制方法,分析了不同织造控制方法的经纬交织特征。采用织物设计软件对随机织物进行模拟,探讨其可织性。利用打样机织制了小样,对其交织特征进行验证。结果表明：通过综框升降的随机控制,可织制无规律、不循环的随机织物;织造时可采用实时随机控制,也可采用预先生成提综序列的方法;生成随机提综序列可采用放回式抽样和非放回式抽样方法,分别织制非限制型和限制型随机织物;随机织物表面存在随机分布的不同长度经浮长线和纬浮长线,织物纬向呈现出凸起的立体条纹,可赋予织物良好的通透性和抗撕裂性能;随机织造时,各综框经纱的交织次数相差不大。     

牦牛奶酪中乳酸菌的随机扩增多态性研究

目的：探讨随机扩增多态性(RAPD)技术在牦牛奶酪中乳酸菌基因型研究方面的应用价值。方法：采用M13引物,对退火温度、Mg2+浓度、引物用量、Taq酶用量、模板量进行单因素梯度试验,建立最佳反应条件,然后对分离自牦牛奶酪的39株乳酸菌进行扩增,用NTsys 2.10e软件分析扩增图谱,计算遗传相似系数,进行聚类分析,并与16S rRNA测序得到的菌种鉴定结果进行对比。结果：39株乳酸菌相互间的遗传相似系数在0.47～0.98之间,当相似系数为0.78时,菌株被分成10个组,除X23、Y36和Y37之外,其余菌株均按照不同的菌种聚类,与16S rRNA测序结果基本一致,聚类有较强的地域相关性。结论：RAPD技术可用于牦牛奶酪中乳酸菌的基因型研究,可用于菌种鉴定和遗传亲缘关系分析。     

Advances in DNA Microarray Technology for the Detection of Foodborne Pathogens

Hundreds of foodborne infection cases occur around the world, and up to one third of the population in industrialized nations suffers from foodborne illness each year. The advent of genetic-based technologies made feasible developing sensitive and specific screening tests for the detection of microbial pathogens. Microarray-based technologies represent an advance in nucleic acid testing methods whose main features include miniaturization, ability to parallelize sample processing, and ease of automation. Many applications, based on both commercial and custom arrays, have already been reported. The constant attempt to obtain reliable, sensitive, and robust methods has also driven the development of different molecular methods, relying on hybridization or on enzymatic techniques (such as minisequencing/extension or ligation). At the same time, probe design strategies and data analysis pipelines have been refined as well, in order to make result evaluations faster and less prone to errors. The high number of genetic information already available allowed reaching a resolution below the species level, being able to discriminate among serovars or strains, thanks to the careful choice of variable regions. Currently, the sensitivity of the assays can be as low as 1 CFU/g for some bacteria after enrichment. In this review, we present an overview of the most important advances in microarray technologies in the foodborne pathogen detection field.