基礎生物資訊實務（第二版）

本書主要以分子生物學的觀念，介紹如何利用網路上免費的生物資訊工具。舉凡如何將片段DNA查出它的可能蛋白質為何？此蛋白質的可能3D結構為何？或是它是否含有“表現段-exon”或“插入段intron”？有否含tRNA、mRNA或rRNA片段？幾個片段的胺基酸排序之間有否演化上的關連性？並繪出演化樹。若人類到外太空取得一段蛋白質樣本，能否由地球上的資料庫中比對出其可能的功能？人類基因解碼對我們有何意義？如何去運用此資料庫等等。並提供如何利用免費資源協助設計PCR的引子，繪質體圖、家譜圖，及限制切割點的預測。並附有趣味性的操作練習，有如在電腦遊戲而能學習。

本書絕對是大學中生物、生命科學、生技等科系同學或有志於此的高中職同學不可或缺的參考書。

李炎

學歷： 美國楊百翰大學微生物與生物化學博士

經歷： 國立台東師範學院總務長、主任祕書、 台灣 鹽業公司主任祕書//現職 國立台東師範學院副教授//著作 《藍菌學》、《基礎生物資訊實務》等多種 。

曾獲獎項 1990年中華民國海外優秀青年獎/ 1995年教育部優秀教育人員獎

生物資訊有理論與實務兩方面，理論方面是以電腦專長結合分子生物、生化、生

統等知識設計生物資訊可用的電腦軟體從事研究，實務方面則以應用已成的軟體

為主，在遺傳物質（DNA、RNA）、蛋白質等資料庫中設法找出異同、血源或演化

關係、結構與功能關係及盡量發揮生命世界資料庫的功能以期有益於人類。並提

出使用後的改進意見，還可提出應用上感到不足的地方供理論方面的研究者建構

新軟體。後學是因迫於分子生物教學必須應用而學習生物資訊的。沒想到卻愈學

愈感趣味無窮，心喜驚訝人類智慧之餘又因當時坊間尚少中文有關教材，懷著與

人分享的心理，編成本書初版。不料各界反應令我感動，初版售罄，藝軒圖書公

司詢問是否再版，卻感生物資訊進步一日千里雖僅年餘，應用軟體早已脫胎換骨

，網站也多有變更，因而大幅增修，以期能更切時需。

唯後學才識有限，生物資訊奧瀚無涯，且與時俱進，本書疏漏不足處必多，尚祈

先進多加指導以學習而進步。另有網頁（//www1.nttu.edu.tw/yenlee/）以

供賜教與更新資料。

感激厚愛。並衷心祝福採用本書讀者健康幸福

 後學　李炎　　　　　　

　敬啟               

2005/03/05

前　言

何謂生物資訊（What is Bioinformatics）？2

第1章資料蒐集

國家圖書館資料庫整合查詢10

國科會科資中心10

美國國家醫學圖書館13

全文檢索資料庫14

下載格式14

論文參考資料格式15

第2章分子生物學重點提要

生物分類18

生命操控機制18

DNA與RNA的結構24

蛋白質的合成27

基因運作控制32

基因調控組（Operon）33

真核細胞基因調控37

生物技術40

第3章生物資訊工具

生物資訊工具查察範圍48

結構資料庫（可查圖樣）50

應用工具性質的資料庫51

功能分析工具51

回饋提供資料52

其它輔助工具54

生資工具相互關係55

第4章片段校對搜尋基礎工具（BLAST）的使用

BLAST的功用58

查詢資料輸入方式59

指定要查的資料範圍60

BLAST查詢示例61

序列差異的百分比與演化距離的關係63

結果所代表的意義64

比較2段DNA或胺基酸排序之異同70

2段以上DNA或胺基酸排序之比較70

BLAST類似功能工具網站73

第5章生物分子2級與3D結構軟體之應用

查DNA或RNA與蛋白質之複合結構85

查蛋白質2級結構87

蛋白質分子量推算91

核酸與蛋白質3D動態模型資料庫92

第6章人類基因體的解碼定序（sequencing）與組合（assembly）

人類染色體的結構98

人類基因體的解碼定序99

人類基因體解碼樣本100

解碼方式101

人類基因體組合與標記原理簡述105

人類基因體關聯性輿圖的建立106

組合與標記基本方法110

DNA片段組合實例110

基因體物理輿圖的建立114

影響繪成基因輿圖的因素118

基因輿圖正確性如何119

人類基因體標記的目的120

第7章人類基因體蛋白質基因標記應用

人類蛋白質基因的結構132

常用人類蛋白質基因標記軟體135

電腦軟體比對的可能結果142

人類基因體標記步驟143

第8章人類基因庫之應用

人類基因體解碼定序的重要發現174

人類染色體基因輿圖179

查詢與疾病有關基因182

癌症基因資料庫184

查詢人類est資料庫186

免疫有關基因庫187

單1核酸多樣性（Single Nucleotide Polymor-

phisms-SNPs）資料查詢188

第9章生物資訊有關演化、分類工具之應用 193

第10章合成鏈索反應生物資訊工具之應用

PCR在生物技術應用實例-大腸桿菌「質體載體」製作221

標的基因排序前後黏接尾如何形成232

第11章基因分析工具

查真核生物之促進子排序244

搜詢操作子（operator）片段或增強子（enhancer）

片段245

搜詢已知之細菌與　無關之轉錄終止片段資料246

搜詢tRNA247

搜尋siRNA（small interfering RNA）247

查已知排序生物之5SRNA序列249

查詢基因在（人體）不同組織細胞中的表現情形251

分析蛋白質的胺基酸比率、重覆片段、電價狀況與分

佈等253

分析限制切割片段253

蛋白質功能、特性、在生化反應途徑的作用等256

將胺基酸排序改為DNA排序258

細菌基因組整體比較260

老鼠基因分析網262

查詢質體排序264

查詢原核生物基因調控組265

基因晶片工具266

第12章生物、生化、細胞、遺傳、生統教學工具

各種微生物顯微圖譜272

人體結構（解剖、生理）272

分子生物、微生物、細胞學及遺傳學圖解教學網274

分子生物、細胞學及遺傳學等實驗之步驟（包括各種溶

液配方）279

遺傳工程技術282

常用化學分子資料庫282

單糖類3D結構網283

遺傳學教學資源網284

各種生物分解化合物的代謝途徑資料284

孟氏遺傳學基礎測驗題及解答285

遺傳圖譜繪圖工具285

質體繪圖工具286

藍細菌相關資料288

想在網上投稿有關生命科學的期刊嗎288

生物統計應用軟體289

面對決擇301