NCBI BLAST：序列比对与进化分析工具

"NCBI BLAST 是一个广泛应用于生物信息学中的序列比对工具，用于在数据库中高效地搜索相似序列。它可以帮助科研人员识别未知序列、查找多基因家族成员、发现相关蛋白质以及确定蛋白质或核酸之间的保守区域。此外，BLAST 还能用于组装测序反应时找到重叠区域。在比较不同序列时，了解同源性和相似性的概念至关重要。" BLAST (基本局部比对搜索工具)是NCBI（美国国立生物技术信息中心）提供的一种强大的序列比对软件，它能够快速查找数据库中的相似序列，适用于DNA、RNA和蛋白质序列。BLAST 的主要目标是帮助研究人员： 1. **识别未知序列**：通过与已知数据库中的序列比对，确定新序列的可能来源或功能。 2. **寻找多基因家族成员**：在大量序列中定位共享相似特征的家族成员，揭示基因家族的扩展和多样性。 3. **发现相关蛋白质**：识别具有相似结构和功能的蛋白质，以研究它们的生物学意义。 4. **确定保守区域**：分析蛋白质或核酸序列，找出在进化过程中保持不变的关键区域，这些区域往往与功能关键性相关。 5. **组装测序反应**：在序列组装过程中，通过比对找出不同片段间的重叠部分，以构建完整序列。 在生物信息学中，**同源性**和**相似性**是两个关键概念： - **相似性**：指的是两个序列在一定程度上具有相同或相似的字符，这通常通过计算两个序列间的百分比匹配度来衡量。例如，两个序列的相似性可以通过它们的全局或局部比对得分来评估。 - **同源性**：则涉及到更深层次的进化关系，意味着两个或多个序列源自共同的祖先。同源性是基于序列相似性并结合进化分析得出的结论。 根据同源性，我们还可以进一步区分两种类型： - **直系同源(Orthologous)**：当两个物种中的同源序列在进化过程中通过垂直传递保留了相同的功能，我们称它们为直系同源。例如，两个不同物种中具有相同功能的酶可以视为直系同源。 - **旁系同源(Paralogous)**：这种情况发生在单个物种内，由于基因复制事件导致的同源序列。尽管它们源自共同祖先，但可能已经发展出不同的功能或特性。 理解这些概念对于理解和解释生物序列数据以及推断进化历史至关重要。NCBI 的 BLAST 提供了用户友好的界面和高效的算法，使得这些复杂的比对任务变得相对简单，成为生物信息学研究中不可或缺的工具。