分子生物學主要研究具體生物大分子在某一生物學行為過程中的表達變化、功能和作用方式；主要涉及基因的表達調(diào)控、蛋白相互作用、信號分子間的交互對話等。分子生物學實驗常需要我們在具體實驗前對所關注的基因的一些基本信息、可能受哪些因素調(diào)控、與哪些分子可能存在潛在的相互作用，可能參與哪些生物學行為等進行一些初步的判斷，然后根據(jù)這些信息，提出合理的實驗設計，并通過生物學實驗加以驗證。那么，如何獲得上面的這些信息，除了根據(jù)實驗結(jié)果提供的線索和深入研究相關文獻以外，還會用到一些分子生物學數(shù)據(jù)庫，尤其一些在線預測工具。下面從基因的基本信息獲取、表達調(diào)控的生物信息學預測和基因功能分析三方面來對常用的數(shù)據(jù)庫進行簡單的介紹。

基因基本信息的獲取

1、NCBI數(shù)據(jù)庫

NCBI（美國國家生物技術信息中心）由美國國立衛(wèi)生研究員（NIH）于1988年創(chuàng)辦，創(chuàng)辦NCBI的初衷是為了給分子生物學家提供一個信息儲存和處理的系統(tǒng)，隨著數(shù)據(jù)庫各種資源的涌現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為科研工作者的輔助工具了。通過這一數(shù)據(jù)庫，我們可以獲取某一基因的核酸或蛋白質(zhì)序列。

2、Genecards數(shù)據(jù)庫

除了NCBI這個經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫外，具體研究中我們還常參考其他數(shù)據(jù)庫，重點介紹Genecards數(shù)據(jù)庫。GeneCards是一個可搜索的綜合數(shù)據(jù)庫，它自動整合約一百多個網(wǎng)絡來源的基因的數(shù)據(jù)，包括基因組、轉(zhuǎn)錄學、蛋白生物學、遺傳、臨床和功能信息。它提供了各種其它數(shù)據(jù)庫的ID，點擊ID還能夠直接鏈接到想進的數(shù)據(jù)庫，與什么疾病有關，與什么通路有關，基因的基因組學，染色體位置，蛋白質(zhì)基本信息結(jié)構域分析、基因功能分析等、相關的抗體、慢病毒、促進劑、抑制劑、克隆產(chǎn)品，包括細胞系，各品牌的介紹，以及相關的文獻信息全面。由此可見，該數(shù)據(jù)庫是一個基因大全，通過這個數(shù)據(jù)庫我們幾乎可以獲取目標基因的所有信息。

基因表達調(diào)控分析

1、基因表達譜數(shù)據(jù)庫的查詢

了解基因的表達特征有助于分析其具體的表達調(diào)控機制，除了上述的Genecards數(shù)據(jù)庫里的資源之外，NCBI中GEO Profiles數(shù)據(jù)庫也可以初步了解目標基因在特定組織中的分布特征。除此之外，TCGA數(shù)據(jù)庫亦可以下載不同研究的具體組學數(shù)據(jù)。

2、轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點分析

    研究基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控是基因從無到有，從少到多，或從多到少最為重要的調(diào)控方式，是闡明基因參與生物學功能的需要，同時也為其功能研究提供重要線索。對于某一具體基因，我們研究分析有哪些轉(zhuǎn)錄因子可能結(jié)合到該基因的上游而調(diào)控其表達。首先第一步通過NCBI Gene檢索該基因的基因組序列信息，在該基因的DNA信息中，我們可以得知該基因的范圍和mRNA序列，進而獲取其轉(zhuǎn)錄起始位點、可變剪接等信息。轉(zhuǎn)錄起始點上游-1000bp的核酸序列，下游位置后移1000bp，獲取目的基因啟動子序列后，進行轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點分析，推薦使用JASPAR數(shù)據(jù)庫，在搜索框中輸入啟動子序列的FASTA格式序列，在左側(cè)選中所趕興趣的轉(zhuǎn)錄因子，點擊scan，就可以獲得潛在調(diào)控該基因的轉(zhuǎn)錄因子及其識別序列的信息。

3、啟動子甲基化分析

   基因啟動子甲基化是基因沉默的重要方式，且可隨細胞傳代而傳遞，在細胞分化、發(fā)育以及腫瘤演變中發(fā)揮重要作用。而CpG島的存在是發(fā)生甲基化的基礎，推薦尋找CpG島的在線分析軟件。

4、miRNA調(diào)控分析

    miRNA介導的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控是指通過其種子序列與潛在的靶分子mRNA的3’UTR上的序列結(jié)合，抑制基因的翻譯或介導降解。眾多靶基因預測軟件中，targetscan是較為方便準確的工具，可以查找可能調(diào)控目標mRNA的候選miRNA，也可以查找關注miRNA的可能調(diào)控mRNA。

基因功能分析

1、蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)定位的預測

    蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的定位對于研究蛋白質(zhì)的功能非常重要，蛋白質(zhì)可分布于細胞核、細胞質(zhì)或胞膜上，不同亞型不同定位提示具有不同功能。推薦一個用于蛋白質(zhì)定位預測的網(wǎng)站。

2、同源蛋白的搜索

    同源蛋白通常具有相似的功能，因此尋找某一基因?qū)耐吹鞍讓α私庠摶虻墓δ芊浅Ｓ幸饬x。通常思路是通過序列的比對推斷出這些分子的共同祖先，然后才認為他們可能具有相似的結(jié)構與功能。在NCBI網(wǎng)站中進入BLAST主界面，進行相關同源蛋白的搜索。

3、基貼因功能分類

    我們研究過程中，通常需要對一個基因參與哪些生物學功能以及具體某個生物學功能都有哪些基因參與。這里推薦基因功能分類網(wǎng)站GO網(wǎng)站。在上述基礎上，根據(jù)基因的gain-of-function和loss-of-function這些尋找基因功能的實驗學手段，結(jié)合生物信息學方法，提出科學的實驗思路和合理的實驗假說。

各網(wǎng)站信息：