一种新型的基于图像的DNA序列可视化模型

传统的DNA序列可视化模型局限于短DNA序列的可视化,并且缺乏对可视化图形的通用分析方法。因此,文章提出了一种基于图像的DNA序列可视化模型,这种模型通过将一维的DNA序列转换为二维的256色的灰度图像,可以实现长DNA序列的可视化,具有很高的空间紧密性。借助成熟的图像处理方法来分析DNA可视化图像,可以获取原始DNA序列的规模、4种不同碱基的分布、无序程度等重要信息。通过比较不同DNA序列的可视化图像,可以获取这些序列的相似性信息。     

DNA数进制与酶催化的信息传递

通过对DNA中四种碱基进行排列组合的计算,发现DNA是一个多种的数进制系统;20进制信息约占全部数进制信息的4.515%;每种数进制信息由它的产生方式而表现出不同的调控功能;相同的DNA片段用不同的读取方式,可以得到不同的数进制信息.从能量守恒定理和小分子RNA具有酶催化功能推断,酶的催化机制是一个信息传递的过程.     

DNA的数进制分析

寻找控制生命活动的无形数据,对揭开生命的数控奥秘无疑具有十分重要的意义。通过对DNA中四种碱基进行排列组合的计算和分析,得出DNA可以构成2、4、10、12、16、20、24、35、64、256的数进制;20进制信息约占全部数进制信息的4.515%;相同的DNA片段用不同的读取方式,可以得到不同的数进制信息;每种数进制信息由它的产生方式而表现出不同的调控功能;一个具有生命活性的DNA片段应有的碱基对数量应该满足函数:B=12n+1 032。     

DNA存储中的编码技术

脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid, DNA)是一种天然的信息存储介质,具有存储密度高、存储时间长、损耗率低等特点。在传统存储方式不能满足信息增长的需求时,DNA数据存储技术逐渐成为研究热点。DNA编码是用尽可能少的碱基序列无错的存储数据信息,包括压缩(尽可能少的占用空间)、纠错(无错存储)和转换(数字信息转为碱基序列)3部分。DNA编码是DNA存储中的关键技术,它的结果直接影响存储性能的优劣和数据读写的完整。本文首先介绍DNA存储的发展历史,然后介绍DNA存储的框架,其中重点介绍DNA编码技术,最后对DNA存储中的编解码技术的未来发展方向进行讨论。     

应用DNA条形码对植物标本的核查

DNA条形码主要目的是物种鉴定和新物种或隐存种的发现,而DNA条形码参考数据库是物种快速鉴定的重要基础。目前中国维管植物DNA条形码参考数据库正在建设之中,借助于公共数据库（NCBI）和初步建立的中国植物DNA条形码参考数据库,运用DNA条形码数据开展了植物标本鉴定的核查工作：（1）比较DNA序列信息与标本鉴定信息,从科、属、种级水平查找鉴定错误的标本;（2）基于有较好研究基础的DNA条形码参考数据库,开展未知标本的鉴定;（3）通过对标本核查的总结,提出DNA条形码参考数据库建设过程中的几点建议。     

DNA存储技术的研究概述

DNA存储技术是一种新型的信息存储技术,是指用人工合成的脱氧核苷酸链对文档、图片和音频等信息进行存储并能完整读取的技术。通过将数据编码成二进制的数字串,然后用A、T、C、G 4种碱基编码二进制相对应的数字,使得数据能以脱氧核苷酸链的形式完成目标DNA分子的构建,再通过人工合成相应的DNA分子,数据即可被储存在DNA分子中。DNA存储具有存储密度大、存储时间长等优点,可以很好地满足大数据存储的需求。主要介绍DNA存储技术的原理、研究进展及尚存在的问题。     

植物DNA的分离

分离DNA这样的生物信息分子,既要有一定的纯度,又要保持其分子链的一定长度,包含足够的信息量,并维持大分子的天然状态。Marmur的分离细菌DNA的方法基本上可以适用于植物材料。分离植物DNA的方法多数是通过修改Marmur的方法而发展来的。由于植物组织中DNA含量通常较低,宜尽可     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

DNA数据存储技术原理及其研究进展

信息生产与数据存储能力之间的差距日益扩大,急需分子数据存储等高密度持久性信息保存替代方案,基于脱氧核糖核酸(DNA)的数据存储因在信息保留时间、物理密度和体积编码容量等方面优于多数传统存储介质,而广受关注.本文概述了DNA数据存储技术的基本原理,总结了体外DNA存储数据库与体内分子存储器系统的研究进展,讨论了基于DNA分子的数据存储系统所涉及的各种影响因素以及面临的挑战.     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

DNA双螺旋的精细结构

70年代末,由于DNA寡聚体(短的DNA片段)单晶x射线衍射实验的结果,发现双螺旋参数随着序列的不同而起伏变化着——双螺旋的精细结构。本文综述了这方面的进展情况,重点介绍Calladine的解释;由DNA序列预测螺旋参数变化的Dickerson规则。其生物学意义在于:DNA碱基的序列信息可能贮存在双螺旋的局部精细结构之中。     

古DNA单链测序文库的建立与检测

2005年问世的第二代测序技术在古DNA领域的应用,突破了第一代测序技术在绝灭或死亡生物全基因组获取手段上的局限。借助古基因组信息,研究者能够从更为系统的实时分子证据角度,解读诸如人类起源、大型绝灭哺乳动物迁移演化、动植物家养驯化以及早期人类社会生活模式等古生物学、遗传学与演化生物学问题。引入第二代测序技术之后,传统的古DNA研究方法及流程得以改变,剔除了原有的实验流程中耗时的分子克隆步骤,引入了与第二代测序技术紧密相关的古DNA单链测序文库构建环节。古DNA单链测序文库的构建,是将古DNA双链模板变性成单链后,通过向单链古DNA两端添加人工DNA片段,将古DNA分子转变成能被测序仪识别的文库分子。针对古DNA分子微量、高度片段化以及普遍存在碱基损伤的特点,古DNA单链测序文库,能够高效获取古DNA材料中的遗传信息。本文系统介绍古DNA单链测序文库建立流程,以及对文库质量进行检测的方法,为研究者运用第二代测序技术测定绝灭或死亡生物全基因组提供方法借鉴。     

北方粳稻品种识别数据库系统的设计

为借助Internet技术进行数据的共享以及开发一套基于DNA指纹信息来识别粳稻品种的计算机功能平台,设计一套北方粳稻品种识别数据库系统。根据该数据库的设计所包含的信息含量,确定本数据库包含的四个表,并根据功能需求分析,设计了用户管理,北方粳稻DNA指纹数据管理,粳稻DNA指纹查询与粳稻品种识别分析四个功能模块,同时设计了该系统的界面设计图,为北方粳稻品种识别数据库系统的构建奠定基础。     

第一讲 人体基因组的结构解剖

一个细胞的全部遗传信息都编码在长长的线状DNA分子上,构成一个基因组(Genome)。在DNA分子上排列着各种不同的基因,基因携带着产生所有蛋白质的遗传信息。在人体基因组内,有些基因是一个个单独分布的,在基因与基因之间隔着较长的非编码区域。这些DNA称为间隔DNA(spacer DNA)。有些基因则紧密排列在一起,形成基因簇(gene clusters),或称为基因复合体(gene complexes)。 不同的细胞类型具有不同的功能。但是,除精子细胞和卵子细胞外,所有的细胞都具有相同的遗传信息。细胞类型的不同是由于基因表达不同所致。 过去认为,基因组只是由一串基本遗传单位通过     

DNA计算的发展现状及未来展望

随着高性能计算需求的不断增长,传统计算模式面临着前所未有的巨大挑战。在众多新兴计算技术中,DNA计算系统以其低能耗、并行化等特点而广受关注。DNA电路(DNA circuit)是实现DNA计算的基础,也是该领域重要的分子信息调控和处理技术。文中重点介绍了DNA计算的基本原理,并总结了最新的研究进展,最后讨论了基于DNA计算所面临的挑战。此类集成的分子计算系统有望广泛应用于航空航天、信息安全及国防建设等领域。     

线粒体遗传

脱氧核糖核酸(DNA）是遗传物质,它以核普 酸的排列顺序形式携带遗传信息。DNA 能够 自我复制,并能将信息转录给信使核糖核酸 (inRNA),在核糖体和氨基酸转移RNA (tRNA) 的作用下,mRNA的密码被转译成蛋白质。这 样的遗传系统在真核生物细胞中存在有两种, 一种是细胞核DNA的遗传系统,这是人们熟知 的。除此之外,在线粒体等细胞器中也含有 DNA。这些细胞器DNA的信息也能独立进行 复制、转录和转译。因此,我们称这种细胞器 DNA为核外的遗传系统。线粒体里的DNA就 是一种核外的遗传系统。     

古DNA单链测序文库的建立与检测北大核心CSCD

2005年问世的第二代测序技术在古DNA领域的应用,突破了第一代测序技术在绝灭或死亡生物全基因组获取手段上的局限。借助古基因组信息,研究者能够从更为系统的实时分子证据角度,解读诸如人类起源、大型绝灭哺乳动物迁移演化、动植物家养驯化以及早期人类社会生活模式等古生物学、遗传学与演化生物学问题。引入第二代测序技术之后,传统的古DNA研究方法及流程得以改变,剔除了原有的实验流程中耗时的分子克隆步骤,引入了与第二代测序技术紧密相关的古DNA单链测序文库构建环节。古DNA单链测序文库的构建,是将古DNA双链模板变性成单链后,通过向单链古DNA两端添加人工DNA片段,将古DNA分子转变成能被测序仪识别的文库分子。针对古DNA分子微量、高度片段化以及普遍存在碱基损伤的特点,古DNA单链测序文库,能够高效获取古DNA材料中的遗传信息。本文系统介绍古DNA单链测序文库建立流程,以及对文库质量进行检测的方法,为研究者运用第二代测序技术测定绝灭或死亡生物全基因组提供方法借鉴。     

中药材二维DNA条形码流通监管体系研究

中药材品种复杂混乱给中药材流通监管造成不便,加强中药材及饮片质量监管、保证公众用药安全备受关注.本研究将二维DNA条形码技术应用于中药材流通监管领域,建立中药材二维DNA条形码流通监管体系.该体系包括DNA条形码序列获得与DNA条形码信息跨平台转换两大部分内容,以亚麻子、黑芝麻、火麻仁、蓖麻子和苘麻子5种药材共计109份样本为例研究建立该体系:依照中药材DNA条形码分子鉴定法获得待检样本DNA条形码序列;基于开源代码PHP QR Code的编码方式对实验所得DNA条形码序列进行编码,转换成二维码图片;使用移动终端扫描识读该二维码信息,并通过网页浏览器提交至中药材DNA条形码数据库获知鉴定结果.将二维码技术与DNA条形码技术相结合,为每个药材基原物种提供标准二维DNA条形码,有利于DNA条形码信息在不同平台间转换,为二维DNA条形码技术在实际流通监管工作中的应用提供理论基础,能有效实现对中药材流通的数字化监管,推动中药材流通监管现代化、国际化进程.     

基于一种紧束缚模型的DNA电性质分析

DNA的电学性质关系到生命信息静态的存储和动态的释放,因此一直备受关注。在一种紧束缚模型的基础上,研究了DNA的电传输性质,并分析了DNA的导电性的生物意义。在特定的传导距离下,可以利用导电性来分辨基因所在的编码区。     

新一代基因组技术从农业向畜产水产业发展 全基因组DNA标记育种

利用植物和动物的基因组信息推进品种改良的DNA标记育种技术。新一代DNA测序和单核苷酸多态性（SNP）分析等新技术的实用化正在加速进行。