Der Herausgeber von Downcodes bietet Ihnen eine umfassende Einführung in die NCBI-Datenbank. NCBI (National Center for Biotechnology Information) ist ein dem National Institutes of Health (NIH) angeschlossenes Zentrum. Es verwaltet viele wichtige biomedizinische Datenbanken, die umfangreiche Datenressourcen und leistungsstarke Analysetools für die globale biomedizinische Forschung bereitstellen. Dieser Artikel wirft einen detaillierten Blick auf die acht wichtigsten Datenbanken von NCBI: GenBank, PubMed, BLAST, Protein, Nucleotide, Gene, OMIM und GEO und stellt ihre jeweiligen Funktionen und Anwendungen im Detail vor.
NCBI verfügt über mehrere Datenbanken, darunter GenBank, PubMed, BLAST, Protein, Nucleotide, Gene, OMIM, GEO usw. Jede Datenbank verfügt über ihre eigenen einzigartigen Funktionen, die zusammen leistungsstarke Unterstützung und Datenressourcen für die biomedizinische Forschung bieten.
Die GenBank-Datenbank ist eine große öffentliche genetische Sequenzdatenbank, die es Benutzern ermöglicht, genetische Sequenzdaten verschiedener Organismen zu suchen, herunterzuladen und zu analysieren. Forscher können hier beispielsweise nach der genetischen Sequenz einer bestimmten Art suchen, vergleichende Analysen durchführen und sogar neue Sequenzdaten einreichen.
1. GENBANK
Die GenBank-Datenbank ist die weltweit größte öffentliche DNA-Sequenzdatenbank und wird vom National Center for Biotechnology Information (NCBI), einer Tochtergesellschaft der National Institutes of Health (NIH), verwaltet. Es enthält eine große Menge an Sequenzdaten verschiedener Organismen, und täglich kommen neue Daten hinzu. Zu den Hauptfunktionen der GenBank gehören unter anderem die Speicherung, der Abruf und der Austausch genetischer Sequenzinformationen. Darüber hinaus kooperiert GenBank mit anderen internationalen Sequenzdatenbanken wie dem europäischen EMBL und dem japanischen DDBJ, um den weltweiten Austausch genetischer Sequenzdaten sicherzustellen.
GenBank unterstützt verschiedene Arten der Sequenzsuche, z. B. die Suche nach Schlüsselwörtern, Artennamen, Autorennamen usw. Um die Forschung zu erleichtern, stellt die GenBank Forschern auch ein Online-Einreichungstool zur Verfügung, mit dem sie neue Gensequenzen einreichen können. Diese Einreichungen werden nach bestandener Kommentierung und Qualitätskontrolle an wissenschaftliche Forschungseinrichtungen und Einzelpersonen auf der ganzen Welt veröffentlicht.
2. PUBMED
PubMed ist ein kostenloses Literaturrecherchesystem, das hauptsächlich Zeitschriftendokumente im biomedizinischen Bereich sammelt. Die Funktionen von PubMed sind sehr leistungsstark und vielfältig. Es umfasst nicht nur das Abrufen traditioneller Literaturabstrakte, sondern kann auch direkt auf Volltextressourcen verweisen, Tools zur Literaturverwaltung bereitstellen und sogar über spezielle Data-Mining-API-Dienste verfügen. Forscher können beispielsweise über PubMed nach den neuesten Forschungsergebnissen zu einer bestimmten Krankheit oder einem bestimmten Gen suchen, um sich theoretische und experimentelle Inspiration zu holen.
Die meisten Datensätze in der PubMed-Datenbank enthalten auch Zusammenfassungen von Veröffentlichungen und anklickbare Links zu Referenzinformationen, und viele bieten kostenlose Links zum Volltextzugriff (Artikel in PMC). Darüber hinaus können Benutzer mit der My NCBI-Funktion von PubMed Suchstrategien personalisieren, Suchergebnisse speichern und E-Mail-Benachrichtigungen erstellen.
3. BLAST
BLAST ist ein allgemeines Sequenz-Alignment-Tool, das Sequenzen finden kann, die einer bestimmten Sequenz sehr ähnlich sind. Die BLAST-Datenbank enthält eine große Menge an Sequenzdaten, die von der GenBank und anderen Quellen stammen, und bietet eine Vielzahl von Alignment-Programmen, wie z. B. Nucleotid BLAST für den Vergleich von Nucleotidsequenzen und Protein BLAST für den Vergleich von Proteinsequenzen. Die Funktion von BLAST besteht darin, Benutzern dabei zu helfen, den Ursprung und die Funktion von Sequenzen zu identifizieren, genetische Beziehungen abzuleiten und Homologien zwischen Sequenzen zu identifizieren.
Die Verwendung von BLAST ist sehr einfach. Forscher müssen lediglich eine Sequenz eingeben, und BLAST gibt schnell eine Reihe ähnlicher Sequenzen und zugehöriger Informationen zurück, z. B. Ähnlichkeit mit der Zielsequenz, übereinstimmende Regionen usw. Diese Informationen sind äußerst wichtig für die Entdeckung neuer Gene, die Untersuchung von Genfunktionen und die Durchführung systematischer Evolutionsstudien.
4. PROTEIN
Die Proteindatenbank von NCBI ist eine Datenbank, die sich auf Proteinsequenzen und -funktionen konzentriert. Sie sammelt Proteinsequenzdaten aus Quellen wie GenBank, RefSeq, TPA und PDB und bietet eine Vielzahl von Such- und Analysetools. Das Merkmal der Proteindatenbank besteht darin, detaillierte Annotationsinformationen für Proteinsequenzen bereitzustellen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Funktionsbeschreibung, Strukturinformationen, ähnliche Sequenzen, Literaturzitate usw.
Die Proteindatenbank ist außerdem eng mit BLAST-Tools integriert, was die Ausrichtung und Analyse von Proteinsequenzen ermöglicht. Forscher nutzen diese Informationen häufig, um die Funktion eines Proteins vorherzusagen, seinen Zusammenhang mit Krankheiten zu untersuchen oder Proteine für biotechnologische Anwendungen zu entwerfen und zu konstruieren.
5. NUKLEOTID
Die Nukleotiddatenbank bezieht sich speziell auf die von NCBI verwaltete Datenbank für einzelne Nukleotidsequenzen. Hier wird eine große Anzahl von DNA- und RNA-Sequenzdatensätzen gesammelt, und über die Suchoberfläche können Benutzer Informationen nach verschiedenen Bedingungen (z. B. Art, Genname, Sequenz-ID usw.) abrufen. Die Nukleotiddatenbank wird häufig in der bioinformatischen Analyse, der molekularbiologischen Forschung und der genetischen Forschung verwendet.
Über die Nukleotiddatenbank können Forscher schnell auf spezifische genetische Sequenzinformationen zugreifen und diese herunterladen und anschließend Genklonierungen, Sequenzvergleiche, Variationsanalysen und andere Arbeiten durchführen. Die Stärke dieser Datenbank besteht darin, dass sie eine große Menge an Informationen bereitstellt und in Echtzeit aktualisiert wird. Sie ist auch mit anderen NCBI-Datenbanken verknüpft, um wissenschaftlichen Forschern einen zentralen Abfragedienst für Nukleotidinformationen zu bieten.
6. GEN
Die Gendatenbank dient speziell der Speicherung bekannter und vorhergesagter Gene und ihrer Informationen. Jeder Gendatensatz enthält umfassende Informationen von Sequenz, Genexpression, Funktion bis hin zu epigenetischen Modifikationen. Die Gendatenbank stellt Benutzern nicht nur genetische Informationen einer einzelnen Art zur Verfügung, sondern verknüpft auch Aufzeichnungen desselben Gens in verschiedenen Arten, um vergleichende Genomforschung zu erleichtern.
Eine der Kernfunktionen der Gendatenbank besteht darin, detaillierte Annotationsinformationen zu Genen bereitzustellen, einschließlich Genname, Einführung, Expressionsmuster, verwandte Krankheiten usw. Benutzer können über die Gendatenbank ein tiefgreifendes Verständnis des Forschungsinhalts bestimmter Gene erlangen, was für die Untersuchung von Krankheitsmechanismen und die Entdeckung von Wirkstoffzielen von entscheidender Bedeutung ist.
7. OMIM
OMIM, Online Mendelian Inheritance in Man, ist eine Online-Datenbank genetischer Krankheiten und Gene. Es enthält detaillierte Informationen zu genetischen Erkrankungen des Menschen und verschiedenen genetischen Mutationen. Das Ziel von OMIM besteht darin, phänotypische Beschreibungen und genotypische Details aller bekannten genetischen Krankheiten zu extrahieren und eine wichtige Ressource für die Untersuchung der genetischen Pathologie des Menschen zu werden.
Die Informationen in der OMIM-Datenbank umfassen normalerweise die klinischen Merkmale, genetischen Muster, molekularen Grundlagen der Krankheit usw. Über OMIM können Forscher schnell auf detaillierte Daten zu verwandten genetischen Erkrankungen zugreifen, was eine große Hilfe bei der Erforschung von Krankheitsmechanismen, genetischer Beratung und Behandlungsmethoden ist.
8. GEO
GEO, Gene Expression Omnibus, ist eine Datenbank, die Genexpressionsdaten mit hohem Durchsatz speichert, insbesondere Microarray- und Next-Generation-Sequenzierungsdaten. GEO akzeptiert experimentelle Daten aus interdisziplinären Forschungsbereichen und bietet wissenschaftlichen Forschern Abfrage- und Downloaddienste für diese Daten an.
Daten in der GEO-Datenbank können für viele Arten biomedizinischer Forschung verwendet werden, beispielsweise zum Vergleich von Unterschieden in der Genexpression zwischen verschiedenen Proben, zur Analyse der Auswirkungen einer bestimmten Behandlungsmethode auf die Genexpression usw. Diese Datenbank bietet auch entsprechende Analysetools, mit denen Forscher Genexpressionsmuster online analysieren und visualisieren können.
Im Allgemeinen vereint NCBI eine große Anzahl von Datenbankressourcen im biomedizinischen Bereich und bietet Forschern leistungsstarke Datenunterstützung und Forschungstools. Jede Datenbank hat ihre eigenen einzigartigen Funktionen und Verwendungszwecke und spielt eine wesentliche Rolle bei der Weiterentwicklung der Biowissenschaften und der medizinischen Forschung.
1. Was sind die wichtigsten Datenbanken im NCBI (National Center for Biotechnology Information)? Wofür werden diese Datenbanken verwendet?
NCBI ist eine wichtige Ressource, die relevante Informationen für die Biowissenschaften bereitstellt. Die folgenden wichtigen Datenbanken und ihre Funktionen werden im Folgenden vorgestellt:
PubMed: Dies ist eine biomedizinische Literaturdatenbank. Über die Subdatenbank PubMed Central (PMC) können Benutzer kostenlos viele hochwertige biomedizinische Literatur erhalten. GenBank: Hierbei handelt es sich um eine Datenbank mit DNA-Sequenzinformationen, die Forschern eine globale Plattform zum Teilen, Suchen und Zugreifen auf biologische Sequenzinformationen bietet. GenBank speichert Hunderte Millionen Genom-, Gen- und Proteinsequenzinformationen. Sequence Read Archive (SRA): Diese Datenbank speichert eine große Menge an Hochdurchsatz-Sequenzierungsdaten, einschließlich DNA-Fragmentsequenzierung, RNA-Sequenzierung, Proteinsequenzierung und anderen Informationen, in denen Forscher Datensätze finden können, die für ihre eigene Forschung geeignet sind. Proteindatenbank (PDB): Hierbei handelt es sich um eine dreidimensionale Proteinstrukturdatenbank, die eine große Menge an Proteinstrukturinformationen speichert. Forscher können über PDB Proteinstrukturdaten erhalten und die Beziehung zwischen Proteinstruktur und -funktion verstehen. Gene Expression Omnibus (GEO): Dies ist eine Genexpressionsdatenbank, die eine große Menge an Transkriptom- und Expressionsprofildaten speichert. Forscher können GEO-Datenbanken nutzen, um Informationen zur Genexpression im Zusammenhang mit bestimmten biologischen Prozessen oder Krankheiten zu finden.2. Welche Arten von Genomdaten werden in der von NCBI bereitgestellten Datenbank von NCBI erfasst? Wie werden diese Daten in der Forschung genutzt?
Die von NCBI erfassten Genomdaten umfassen viele Arten, hauptsächlich einschließlich der folgenden Kategorien:
Genom: Die Genomsequenz eines gesamten Organismus, einschließlich chromosomaler und mitochondrialer DNA-Sequenzen. EST (Expressed Sequence Tag): cDNA-Sequenzfragmente, die durch Sequenzierungsmethoden gewonnen werden und zur Untersuchung von Genfunktionen verwendet werden können. HTG (High Throughput Genome Sequence): Ein kurzes Fragment einer DNA-Sequenz, das durch Hochdurchsatzsequenzierung erzeugt wird und zum Aufbau des Ausgangsgerüsts der Genomsequenz verwendet wird. GSS (Genome Survey Sequence): Zufällige DNA-Fragmente, die zur Sequenzierung des Genoms verwendet werden. TSA (Transcriptome Shotgun Assembly): Die Gesamtsequenz des Transkriptoms, die durch Kombinieren und Spleißen von EST-Fragmenten erhalten wird. WGS (Whole Genome Shotgun Sequence): Ungeordnete Sequenz des gesamten Genoms, die zur Sequenzierung und Annotation des gesamten Genoms verwendet wird.Diese Genomdaten werden häufig in Forschungsbereichen wie der Genfunktionsforschung, dem Genomvergleich und der Evolutionsanalyse, der Arzneimittelentwicklung und der Krankheitsdiagnose usw. verwendet. Forscher können diese Daten nutzen, um die Struktur, Funktion und Regulationsmechanismen von Genen zu analysieren, die genetische Variation und den Evolutionsprozess von Organismen aufzudecken, den Zusammenhang zwischen bestimmten Genen und Krankheiten herauszufinden und personalisierte Medizin zu unterstützen.
3. Welche NCBI-Datenbanken können zur Analyse von Proteinsequenzen und -strukturen verwendet werden? Wie helfen diese Datenbanken Forschern bei der Proteinforschung?
NCBI bietet mehrere Datenbanken zur Analyse von Proteinsequenzen und -strukturen. Im Folgenden sind einige der wichtigen Datenbanken aufgeführt:
UniProt: Hierbei handelt es sich um eine umfassende Proteindatenbank, die Informationen zu Proteinsequenz, Struktur, Funktion und Interaktion bereitstellt. Mit UniProt können Forscher interessante Proteine finden und ihre grundlegenden Eigenschaften und Funktionen verstehen. Proteindatenbank (PDB): Diese Datenbank speichert eine große Menge dreidimensionaler Proteinstrukturdaten, die durch Kristallographie ermittelt wurden. Forscher können die Strukturinformationen in der PDB verwenden, um die Konformation, den Wirkungsmechanismus und die Wechselwirkungen eines Proteins mit anderen Molekülen zu untersuchen. Conserved DomAIn Database (CDD): Diese Datenbank sammelt konservierte funktionelle Domänen in bekannten Proteinsequenzen und stellt Domänenanmerkungen und Klassifizierungsinformationen bereit. Forscher können CDD verwenden, um funktionelle Domänenkombinationen und Strukturmerkmale in Proteinen zu analysieren, um auf deren Funktionen und Ähnlichkeiten zu schließen. Structure-Function Linkage Database (SFLD): Diese Datenbank integriert die Beziehung zwischen Proteinsequenz, Struktur und Funktion und bietet detaillierte Annotations- und Klassifizierungsinformationen. Forscher können SFLD verwenden, um die Beziehung zwischen Proteinfunktion und -struktur zu untersuchen und ihr Verständnis der Proteinfunktion und -entwicklung zu vertiefen.Durch diese Datenbanken können Forscher eine große Menge an Proteinsequenz- und Strukturinformationen erhalten und Sequenzvergleiche, Strukturvorhersagen, funktionelle Annotationen, Ähnlichkeitsanalysen und andere Studien durchführen, um die Funktion und den Regulierungsmechanismus von Proteinen eingehend zu erforschen und Forschung zu betreiben verwandte Bereiche.
Ich hoffe, dass dieser Artikel des Herausgebers von Downcodes Ihnen helfen kann, die NCBI-Datenbank und ihre Anwendung in der biomedizinischen Forschung besser zu verstehen. Wenn Sie Fragen haben, können Sie diese gerne stellen!