中山大学讲解：EBI ClustalX多序列比对方法及应用

EBI提供的在线ClustalW服务是多序列比对工具的一种，特别适用于处理生物序列分析中的重要任务。ClustalX是Clustal系列算法之一，用于进行高效、全局的多序列比对。多序列比对在生物信息学中扮演着关键角色，主要体现在以下几个方面： 1. **意义**： - 描述序列间的相似性和关系：通过比对一组序列，可以识别基因家族的特征，发现motif（重复模式）和保守区域，有助于理解基因功能和进化。 - 分析同源关系：确定同源基因之间的亲缘关系，为分子进化研究提供依据。 - 应用广泛：包括构建profile（一致性矩阵）、打分矩阵等，支持序列聚类和分析。 2. **方法**： - 手工比对：依赖于生物编辑软件，如BioEdit、Seaview和Genedoc，通过人工调整比对以实现精细控制。 - 计算机自动比对：如同步法（扩展二维动态规划到三维矩阵，计算量大，适合少量短序列）和步进法（如ClustalX采用的渐进法，基于进化相关性的假设，逐次增加序列进行两两比对）。 3. **Clustalx的使用**： ClustalX采用步进法，它的核心是通过迭代地增加序列，构建一个逐步扩大的相似性矩阵。在每次迭代中，它会根据先前的比对结果调整所有序列的排列，以找到整体最优的全局比对。这种方法减少了计算需求，适合处理大规模和长序列的比对。 4. **实例分析**： - 序列相似性比较：使用BLAST和FASTA等工具，通过对比待研究序列与数据库中的序列，识别出相似序列及其生物学意义。 - 序列同源性分析：通过多序列比对（如ClustalX）寻找序列间的全局相似性，这对于理解物种间基因的演变历史至关重要。 总结来说，EBI提供的ClustalX在线服务是一种强大的工具，它简化了多序列比对过程，特别是在大规模和长序列的处理上，帮助生物学家揭示序列间的进化关系、功能区段和同源性。熟练掌握和利用这种工具对科学研究有着显著的推动作用。