多序列比对软件Clustalw使用方法

MAFFT多重序列⽐对图解教程MAFFT多重序列⽐对图解教程2014年07⽉14⽇? Bioinformatics ?字号⼩中⼤?暂⽆评论?阅读793 次[点击加⼊在线收藏夹]【絮语】⼀提到多重序列⽐对，很多⼈禁不住就想到ClustalW（Clustalx为ClustalW的GUI版），其实有⼀款多重序列⽐对软件－MAFFT，不论从⽐对速度（Muscle>MAFFT>ClustalW>T-Coffee），还是⽐对准确性（MAFFT>Muscle>T-Coffee>ClustalW）来说，其相⽐于ClustalW（或ClustalX）有过之⽽⽆不及，所以这⾥强烈推荐使⽤MAFFT这款多重⽐对软件。

PS: 不同⽐对软件的⽐较，有兴趣的童鞋可以下载这篇⽂章看看：Alignment uncertainty and genomic analysis. Science, 2008 MAFFT官⽅⽹站：http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/⽀持平台：Mac OS X 、Linux、WindowsWindows 32位版本：http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/mafft-7.037-win32.zip64位版本：http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/mafft-7.037-win64.zip请根据⾃⼰操作系统选择相应版本下载图1 MAFFT主界⾯简明操作流程：1.载⼊序列⽂件将FASTA格式的待⽐对序列⽂件（如：TMV.fas）复制MAFFT的根⽬录下（当然也可以放任意位置，只有找得到），双击“mafft.bat”启动MAFFT，此时提⽰输⼊⽂件（Input file?），在@后⾯输⼊⽰例的TMV.fas，也可以直接将⽂件拖⼊窗⼝（注意有个+，说明当前是拖放状态），如下图所⽰：加载后回车，当显⽰“OK”时说明载⼊⽂件成功。

一、实验目的：1、了解用ClustalX软件做多序列比对分析
2、掌握并实际操作用ClustalX做多序列比对分析
二、实验过程：
用ClustalX做多序列比对分析图示
1、打开程序
如下图所示：
2、Load Sequnce, 载入序列
如下图所示：
3、选择序列文件，FASTA格式的如下图所示：
4、用文本编辑器察看FASTA序列文件内容，这里用的是记事本，推荐用EditPlus或者Ultraedit 如下图所示：
5、序列Load进去之后如下图所示：
6、Do Complete Alignment, 通常情况下直接选这个即可，无须修改比对参数如下图所示：
7、点Do Complete Alignment之后弹出的文件对话框，.dnd的是输出的指导树文件，.aln的是序列比对结果，它们都是纯文本文件
如下图所示：
点“ALIGN”之后开始等待，如果序列不多，很快就可以算完，如果数据很多，可能要等一段时间，这时候可以用眼睛盯着ClustalX的状态栏，那里会有程序运行状态和现在正在比对那两条序列的提示信息，看看可以消磨时间。

8、比对结束之后，我们可以看到这个结果
如下图所示：
二、在NCBI搜索CO1基因1．NCBI首页：
2．搜索
3．下载序列：
三、用clustal X软件对下载的学列进行多学列对比：1．用记事本查看序列：
2．序列对比结果：
3．生成的dnd和aln文件（用记事本打开）：。

bioedit反向互补序列
在 Bioedit 软件中，如果需要反向互补序列，可以选中序列后，使用“ctrl+shift+R”组合键来实现。

具体操作步骤如下：
1. 打开 Bioedit 软件，导入需要处理的序列。

2. 选择两个需要比对的序列，点击【Accessory Application】中的【ClustalW Multiple Alignment】。

3. 在弹出的界面中，勾选相关选项后，点击【Run ClustalW】并【OK】。

4. 点击按钮，使相同碱基显示为点，不同碱基显示出来。

5. 如果需要反向互补序列，选中序列后，使用“ctrl+shift+R”组合键。

请注意，具体的操作方法可能会因 Bioedit 版本不同而有所差异，建议你在使用前仔细阅读软件的帮助文档或手册，以获取最准确的信息。

Clustalx多序列比对-生物信息学实验三:多条序列比对——Clustalx实习目的:了解掌握Clustalx软件的应用，学会做多条序列比对并分析。

实习内容:一、ClustalX的使用Clustal是一种利用渐近法(progressive alignment)进行多条序列比对的软件。

即从多条序列中最相似(距离最近)的两条序列开始比对，按照各个序列在进化树上的位置，由近及远的将其它序列依次加入到最终的比对结果。

1. 准备要比对的序列请查找至少存在于5个物种中的同源序列(核酸或蛋白质皆可)，并保存为fasta格式，存为文本文件(所有的序列请粘贴到同一个文本文件中)。

选择NM、XM或NP打头的序列，不要选择NC或NW打头的序列，那是全基因组序列。

建议关键词:hemoglobin，trypsin, peroxidase, p53, Superoxide Dismutase, h5n1, etc.2. 打开clustalX程序开始菜单,程序,clustalX2- clustalX23. 载入序列点最上方的File菜单，选择Load Sequence-选择你刚保存的序列文件，点打开。

”后的字符。

注意:ClustalX程序无法识别汉字，无法识别在左侧窗口里是fasta格式序列的标识号，取自序列第一行“>带空位的文件夹名，如 my document。

各位同学的序列文件不要保存在桌面上或带汉字的文件夹中，推荐保存在D盘根目录下。

4. 比对参数的选择可以对两条序列比对的参数和多条序列比对的参数进行设置。

a. 两条序列比对的参数设置点击Alilgnment菜单，选择Alignment Parameters,再选择Pairwise Alignment Parameters。

首先可以选择比对的效果，是slow/accurate 还是fast/approximate。

第一种模式采用的是动态规划算法进行比对的，第二种模式采用的是启发式的算法。

多序列比对是对三个或更多个生物学序列进行比对的过程，用于识别序列之间的相似性、保守性区域和进化关系。

以下是一些常见的多序列比对方法：
1. **CLUSTAL系列：**
- **CLUSTALW：** 是最常用的多序列比对工具之一，利用序列的相似性来构建多序列比对。

- **CLUSTAL Omega：** 是CLUSTALW的后续版本，具有更快的计算速度和更好的准确性。

2. **MAFFT：** 是一种快速而准确的多序列比对方法，利用快速傅里叶变换算法和迭代方法来处理大规模序列。

3. **T-Coffee（Tree-based Consistency Objective Function for alignment Evaluation）：** 结合序列比对和序列质量评估的算法，可以整合多种信息源进行比对。

4. **MUSCLE：** 是一种高效的多序列比对工具，适用于大规模序列的比对，通常速度较快。

5. **ProbCons：** 使用概率建模进行序列比对，尤其擅长于对高度不同的序列进行比对。

6. **PASTA（Progressive Alignment of Sub-optimized Multiple Sequence Alignments）：** 通过不同子集的序列构建多次比对，然后将它们集成成一个更全面的比对。

7. **Kalign：** 是一种快速的多序列比对工具，利用互信息矩阵来找到相似的序列片段。

这些方法在算法、效率和适用范围上各有特点，选择适合你研究的方法取决于序列数据的规模、相似性和所需的比对准确性。

常常，为了获得更准确的结果，研究者会结合多种方法或者使用不同参数运行同一方法以进行比较和验证。

实验六、多序列比对及进化树的构建（3学时）目的：1、了解蛋白质序列模式二级数据库的结构、内容及基本使用方法。

2、了解多序列比对工具ClustalW/X的使用方法并学习对比对结果进行编辑与分析。

3、学习如何构建系统进化树。

内容：一、蛋白质功能位点数据库PROSITE、蛋白质序列指纹图谱数据库Prints的内容、结构及使用。

1、熟悉PROSITE数据库的数据结构。

从生物学院-国家生物学理科基地-课件下载处下载最新的课程相关内容.rar,解包后打开实验数据-实验二中的CBI EMBL format_P02753，找到Database cross-references项中的PROSITE，点击PS00213的链接。

则显示PROSITE数据库中Lipocalin 模式（AC号为PS00213）的记录信息。

利用网上的PROSITE user manual（/prosite/prosuser.html#convent36）理解每一个字段及内容的含义。

回答问题：A、L ipocalin pattern的长度是多少？B、请解释/TAXO-RANGE=??EP?的含义。

C、分别解释NR字段中三行数据的含义。

D、Q28133蛋白（ALL2_BOVIN）是否符合此pattern？E、Is this a good pattern? Why?2、PROSITE数据库的检索。

ExPaSy(/prosite/) 及SRS（，）都提供了对PROSITE数据库的检索服务。

可以通过AC、ID、description、author等信息进行数据库检索，你还可以通过各序列数据库中的交叉引用链接（cross-references or xref等）找到相应的PROSITE pattern, profile or rules 信息。

ScanProsite工具（/tools/scanprosite/）则可以分析查询序列中可能包含的序列模式或序列谱，以作为进一步鉴定的基础。

几个多序列比对软件：Muscle,ClustalW和TClustalW是现在用的最广和最经典的多序列比对软件, Muscle是速度最快的多序列比对之一,T-coffee是越来越受到欢迎的软件.它们各自有什么优点和缺点呢?ClustalW不仅可以用来做多序列比对,也能做Profile-profile比对,以及基于Neighbor-joining方法构建进化树.但是最常用的是多序列比对.从速度上来说,它有两种运行模式:accurate,slow 和fast,appropriate.即使是fast模式它的速度也不如Muscle,但是slow 模式也比T-coffee要快.ClustalW的基本原理是首先做序列的两两比对,根据该两两比对计算两两距离矩阵,然后用NJ或者UPGMA方法构建Binary进化树作为guide tree,最后用progressive的方法根据guide tree逐步添加序列进行比对,一直到所有序列都比对好.Muscle的功能仅限于多序列比对,它的最大优势是速度,比clustalw 的速度快几个数量级,而且序列数越多速度的差别越大.它的时间复杂度为O(NL^2+N^3L),空间复杂度为O(N^2+NL+L^2).它之所以比clustalw快一方面是因为没有进行两两序列比对,用序列间共有的word 数表征序列间的相似性;另一方面用UPGMA代替NJ构建guide tree. 如果没有对于结果的refinement过程,时间更短,时间复杂度为O(NL^2),也就是说时间和序列数成线性关系.一个形象的例子是,5000条长度为350的数据进行比对只需要7分钟,而用Clustalw则可能需要1年. 尽管如此,muscle对于内存的要求较高,从它的空间复杂度可以看出来.T-coffee之所以广受欢迎可能是因为它的准确度和强大的功能.它能够整合很多信息,如结构信息,实验数据等用于序列比对.它的基本原理是首先构建一个库包含有clustalw得到的序列两两比对和fasta得到的局部两两比对,并且给每个比对一个权重.然后把全局比对和局部比对的结果进行整合,每个两两比对中每个位点的比对都是综合了库中该两两比对的序列和其他序列比对的结果,这样就给该位点比对一个权重用以表明该位点的该比对在整个库中的合理性程度.最后是progressive 比对过程..该方法的最大优势在于能够整合各种信息,所以它的可拓展性较强,从2000年出现以来到现在T-coffee得到了极大的发展,功能非常丰富. 但是它的缺点是速度非常慢,其时间复杂度为O(N^2L^2)+O(N^3L)+O(N^3)+O(NL^2),因此数据集较小(n<100)的时候用它比较合适.以上是三个软件的比较简单的比较,如果想知道的更具体需要看原始文献.需要注意的是,虽然从总体上来说,不同的软件的效果不一样,但是如果我们只是针对具体的问题想做一个比对,那么最好是综合几种方法得到的结果更可靠. 此外,当序列的相似性较高的时候(>80%),以上的任何一个软件的准确度都能够达到90%以上.相关的论文:ClustalW和ClustalXClustalW and ClustalX version 2 (2007) Larkin MA, Blackshields G, Brown NP, Chenna R, McGettigan PA, McWilliam H, Valentin F, Wallace IM, Wilm A, Lopez R, Thompson JD, Gibson TJ and Higgins DG .Bioinformatics 2007 23(21): 2947-2948. doi:10.1093/bioinformatics/btm404A new bioinformatics analysis tools framework at EMBL-EBI (2010).Goujon M, McWilliam H, Li W, Valentin F, Squizzato S, Paern J, Lopez R.Nucleic acids research 2010 Jul, 38 Suppl: W695-9.doi:10.1093/nar/gkq313MuscleEdgar, Robert C. (2004), MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput, Nucleic Acids Research32(5), 1792-97.Edgar, Robert C (2004), MUSCLE: a multiple sequence alignment method with reduced time and space complexity. BMC Bioinformatics, 5(1):113.T-coffeeT-Coffee: A novel method for multiple sequence alignments. Notredame,Higgins,Heringa,JMB,302(205-217)2000 [pdf][medline]。

生物信息学工具的使用教程随着生物学研究的深入，生物信息学在生物学研究中的应用越来越广泛。

生物信息学工具是生物学研究中不可或缺的一部分，它能够帮助科学家分析和解释大量的生物学数据。

本文将介绍几个常用的生物信息学工具及其使用方法。

1. BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）BLAST是一种用于比对生物序列的工具，它可以将一个给定的DNA、RNA或蛋白质序列与数据库中的其他序列进行比对，找出相似性最高的序列。

使用BLAST时，首先需要选择合适的数据库，然后将待比对的序列输入到BLAST程序中。

BLAST会根据序列的相似性进行比对，并给出比对结果的评分和统计数据。

科学家可以根据这些结果来研究序列的功能和进化关系。

2. ClustalWClustalW是一种用于多序列比对的工具，它可以将多个相关序列进行比对，找出它们之间的共同特征和差异。

使用ClustalW时，首先需要将待比对的序列输入到程序中，然后选择合适的参数进行比对。

ClustalW会根据序列的相似性和差异性进行比对，并给出比对结果的评分和统计数据。

科学家可以根据这些结果来研究序列的进化关系和结构特征。

3. EMBOSS（European Molecular Biology Open Software Suite）EMBOSS是一个生物信息学工具集合，它包含了许多常用的生物信息学工具，如序列比对、序列分析、结构预测等。

使用EMBOSS时，科学家可以根据自己的需求选择合适的工具进行分析。

EMBOSS的优点是它提供了丰富的功能和灵活的参数设置，可以满足不同研究的需要。

4. R（统计计算与图形）R是一种用于统计计算和图形绘制的编程语言和环境，它在生物信息学中被广泛应用。

使用R时，科学家可以编写自己的脚本来进行数据分析和图形绘制。

R提供了丰富的统计分析方法和绘图函数，科学家可以根据自己的需求选择合适的方法和函数进行分析。

一、实验目的1. 掌握多序列比对的基本原理和方法。

2. 熟悉使用BLAST、CLUSTAL W等工具进行多序列比对。

3. 分析比对结果，了解序列间的进化关系。

二、实验原理多序列比对是指将两个或多个生物序列进行排列，以揭示序列间的相似性和进化关系。

通过比对，可以识别保守区域、功能域和结构域，为生物信息学研究和进化生物学研究提供重要依据。

多序列比对的方法主要包括以下几种：1. 动态规划法：通过构建一个动态规划表，计算最优比对路径，实现序列的比对。

2. 人工比对法：通过分析序列结构、功能域等信息，人工进行比对。

3. 基于启发式算法的比对：通过寻找序列间的相似性，快速进行比对。

三、实验材料1. 仿刺参EGFR基因氨基酸序列（Fasta格式）。

2. 同源序列数据库（如NCBI）。

3. 多序列比对软件（如BLAST、CLUSTAL W）。

四、实验步骤1. 使用BLAST工具进行同源序列搜索。

（1）在NCBI网站上，选择“BLAST”功能。

（2）将仿刺参EGFR基因氨基酸序列粘贴到“Query Sequence”框中。

（3）选择合适的比对参数，如“MegaBLAST”。

（4）点击“BLAST”按钮，等待结果。

（5）在结果页面，找到相似度最高的几个序列，下载下来。

2. 使用CLUSTAL W进行多序列比对。

（1）将下载的同源序列整合到一个Fasta格式的文本文件中。

（2）在CLUSTAL W软件中，选择“Multiple Sequence Alignment”功能。

（3）上传Fasta格式的文本文件。

（4）选择合适的比对参数，如“Gap Penalty”和“Gap Reward”。

（5）点击“Align”按钮，等待结果。

3. 分析比对结果。

（1）观察比对结果，分析序列间的相似性和进化关系。

（2）绘制系统进化树，展示序列的进化历程。

五、实验结果与分析1. 使用BLAST工具，找到与仿刺参EGFR基因氨基酸序列相似度最高的几个序列，如Anopheles gambiae、Nasonia vitripennis等。

序列比对多序列试验的流程和方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!序列比对：多序列试验的流程与方法在生物信息学领域，序列比对是一种关键的技术，用于比较和分析不同生物序列之间的相似性和差异性。