本地BLAST+windows本科教学

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一、序列比对（alignment）的概念、目的
序列比对的主要目的在于阐明序列之间的同源 性关系，以及从已知序列预测新序列的结构和 功能。
序列比对基于一种生物学推断（进化论）： 相似性 同源性 相似的结构和功能
序列的全长进行比对。 局部比对（local alignment）对两条核苷酸或氨基酸序
列的一部分进行比对。
TKQDLELPKLAGTWHSMAMATNNISLMATLKAPLRVHITSEDNLEIVLHR VQENFDVNKYLGTWYEIEKIPTTFENGRCIQANYSLMENGNQELRADGTV
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序列比对要考虑的问题 2
2、是否存在插入和缺失？（gap，空位罚分的问题 教材Page71）
连字号(-)标记插入或缺失的事件。
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算法（构建打分矩阵） 数学
编程
计算机
打分
搜索数据库
计算机
给出比对结果（比对分数、显著性检验）
问题
什么是序列比对？ 概念、目的、比对形式、 基本原理
序列比对有何用？ 应用
怎样进行序列比对？ 算法、程序
四、序列比对（alignment）的应用
序列比对的主要目的在于阐明序列之间的同源性关 系，以及从已知序列预测新序列的结构和功能。 评价实验结果（鉴定一条序列的身份） 为实验提供新思路指导进一步的实验设计 寻找和鉴定新基因的重要手段 蛋白质结构预测和分子设计的基础（同源建模） 研究生物进化和种属分类的基本方法(系统发生分析) 基因组信息分析

Blast使⽤⽅法攻略结果12列Query id,Subject id,% identity,alignment length,mismatches,gap openings,q. start,q. end,s. start,s. end,e-value,bit scoreBlast，全称Basic Local Alignment Search Tool，即"基于局部⽐对算法的搜索⼯具"，由Altschul等⼈于1990年发布。

Blast能够实现⽐较两段核酸或者蛋⽩序列之间的同源性的功能，它能够快速的找到两段序列之间的同源序列并对⽐对区域进⾏打分以确定同源性的⾼低。

Blast的运⾏⽅式是先⽤⽬标序列建数据库（这种数据库称为database，⾥⾯的每⼀条序列称为subject），然后⽤待查的序列（称为 query）在database中搜索，每⼀条query与database中的每⼀条subject都要进⾏双序列⽐对，从⽽得出全部⽐对结果。

Blast是⼀个集成的程序包，通过调⽤不同的⽐对模块，blast实现了五种可能的序列⽐对⽅式：blastp：蛋⽩序列与蛋⽩库做⽐对，直接⽐对蛋⽩序列的同源性。

blastx：核酸序列对蛋⽩库的⽐对，先将核酸序列翻译成蛋⽩序列（根据相位可以翻译为6种可能的蛋⽩序列），然后再与蛋⽩库做⽐对。

blastn：核酸序列对核酸库的⽐对，直接⽐较核酸序列的同源性。

tblastn：蛋⽩序列对核酸库的⽐对，将库中的核酸翻译成蛋⽩序列，然后进⾏⽐对。

tblastx：核酸序列对核酸库在蛋⽩级别的⽐对，将库和待查序列都翻译成蛋⽩序列，然后对蛋⽩序列进⾏⽐对。

Blast提供了核酸和蛋⽩序列之间所有可能的⽐对⽅式，同时具有较快的⽐对速度和较⾼的⽐对精度，因此在常规双序列⽐对分析中应⽤最为⼴泛。

可以毫不夸张的说，blast是做⽐较基因组学乃⾄整个⽣物信息学研究所必须掌握的⼀种⽐对⼯具。

BLAST使用方法BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）是一种用于比较生物学序列的工具，可以在数据库中查找类似序列，并计算它们之间的相似度。

BLAST可用于寻找相似的基因、蛋白质序列、DNA序列等，以及用于确定序列的功能和进化关系。

本文将介绍BLAST的使用方法。

2. 准备序列：在使用BLAST之前，你需要准备你想要比较的序列。

可以是DNA序列、蛋白质序列或其他生物学序列。

可以从公共数据库如NCBI的GenBank中获取序列，也可以使用你自己的实验数据。

3.选择数据库：BLAST使用数据库来存储和检索序列。

常见的数据库包括NCBI的NT数据库（核苷酸数据库），NR数据库（非冗余蛋白质数据库）等。

根据你的研究需要，选择适合你的数据库。

你也可以建立自己的数据库，将实验室内部的数据添加到其中。

4.运行BLAST：使用BLAST的命令行接口或网页界面，输入你的序列和数据库信息，运行BLAST。

下面是使用命令行接口运行BLAST的示例：`$ blastn -query sequence.fasta -db nt -out result.txt`在这个命令中，`blastn`是BLAST程序的名称，`sequence.fasta`是包含你的序列的FASTA文件，`nt`是数据库的名称，`result.txt`是结果输出的文件。

如果使用网页版BLAST，你只需将序列和数据库信息输入网页表单，点击运行即可。

5.解析结果：BLAST运行完成后，会生成一个结果文件，其中包含比对结果和相似度分数。

你可以使用BLAST提供的工具来解析和可视化这些结果，以便进一步分析。

结果中通常包括比对的相似度分数、比对的位点、比对的长度、匹配的碱基或氨基酸序列等。

通过分析结果，你可以确定序列的功能和进化关系，或者寻找可能的同源序列。

6.参数调整：BLAST提供了许多参数用于调整比对过程和结果的特性。

Chapter 5
局部比对搜索基本工具 BLAST
Basic local alignment search tool
Efficient Database Searching Methods
在现代生物科学研究中最常用的两个术语：
PCR BLAST
聚合酶链式反应
？
什么是BLAST? BLAST有什么用？ BLAST如何操作？
BLAST中使用的统计值有概率p值和期望e值。
E期望值(E-value)：
这个数值表示你仅仅因为随机性造成获得这一比对结 果的可能次数。这一数值越接近零，发生这一事件的可 能性越小。 从搜索的角度看，E值越小，比对结果越显著。 默认值为10，表示比对结果中将有10个匹配序列是由 随机产生，如果比对的统计显著性值(E值)小于该值(10)， 则该比对结果将被检出，换句话说，比较低的E值将使 搜索的匹配要求更严格，结果报告中随机产生的匹配序 列减少。
5’ CAT CAA 5’ ATC AAC 5’ TCA ACT
5’ CATCAACTACAACTCCAAAGACACCCTTACACATCAACAAACCTACCCAC 3’ 3’ GTAGTTGATGTTGAGGTTTCTGTGGGAATGTGTAGTTGTTTGGATGGGTG 5’
5’ GTG GGT 5’ TGG GTA 5’ GGG TAG
P值：
表示比对结果得到的分数值的可信度。
一般说来，p值越接近于零，则比对结果的可 信度越大；相反，p值越大，则比对结果来自随 机匹配的可能性越大。
blast程序评价序列相似性的两个数据:
Score: 使用打分矩阵对匹配的片段进行打分， 这是对各对氨基酸残基（或碱基）打分求和的 结果，一般来说，匹配片段越长、相似性越高 则Score值越大。