روش بلاست یا نرم افزار بلاست (blast) چیست؟

بلاست به انگلیسی: BLAST نام یک نرم‌افزار کاربردی در علوم سلولی و مولکولی و ژنتیک است که مخفف واژگان Basic Local Alignment Search Tool یا ابزار پایه‌ای برای جستجوی برهمنهی‌های موضعی است.این ابزار قسمتی از مجموعهٔ اطلاعات کیفی مرکز ملی اطلاعات زیست‌فناوری است.

با این نرم‌افزار می‌توان توالی اسیدهای آمینه در پروتئین‌ها یا توالی نوکلئوتیدها را در DNA را با هم مقایسه کرد. این نرم‌افزار به پژوهشگر اجازه می‌دهد تا یک توالی را با توالی دیگر یا توالی که در بانک اطلاعاتی وجود دارد، مقایسه کند. شناسایی توالی‌های موجود در بانک اطلاعاتی که بیشترین شباهت را با توالی مورد نظر دارد از دیگر قابلیت‌های این نرم‌افزار است. بر حسب نوع توالی انواع مختلفی از بلاست امکان پذیر است. مثلاً اگر یک ژن ناشناخته در موش که قبلاً اطلاعاتی از آن در اختیار نبوده، باید بررسی شود، یک پژوهشگر ترجیح می‌دهد این توالی را با ژنوم انسان بلاست کند. این نرم‌افزار در NIH موسسه ملی بهداشت آمریکا طراحی شد. بلاست یکی از برکاربردترین نرم‌افزارها در بیوانفورماتیک است که با سرعت مطلوب مقایسه مورد نظر را انجام می‌دهد. سرعت زمانی اهمیت خود را نشان می‌دهد که با ژنوم کامل روبرو باشیم. پیش از طراحی این نرم‌افزار مقایسه توالی‌ها بسیار وقت گیر بود.

 

آموزش کاربردهای روش بلاست ( blast )

تعیین هویت یک قطعه ژنوم و پا پروتئین با استفاده از روش بلاست ( blast )

فرض کنید که شما برای تکثیر یک قطعه از ژنوم انسان طراحی پرایمر نموده اید و قطعه خاصی را با استفاده از PCR و real time pcr تکثیر نموده اید. حال این سوال پیش می آید که ایا قطعه ای که تکثیر شده است قطعه خود شماست و یا پرایمرها به صورت غیر اختصاصی ناحیه را تکثیر نموده اند. نمونه این سوال در مورد واکنش real time بسیار بروز می نماید. حال راه حل پیست؟ اولین مرحله تعیین توالی قطعه تکثر شده با استفاده از sequencing. بعد از تعیین توالی شما توالی در دست دارید که باید آن را تعیین هویت کنید بنابراین در مرحله بعدی با استفاده از بلاست می توانید تعیین کنید که قطعه سکانس شده به چه ژنی مرتبط می باشد.

در مثال دیگر شما یک قطعه از ژنوم را در یک وکتور کلون نموده اید و میخواهید از صحت ژن کلون شده اطمینان حاصل کنید که با روش فوق این کار امکان پذیر است.

یا با بررسی یک گیاه مقاوم به شوری و یک گیاه حساس به شوری متوجه شدید که ناحیه ای از ژنوم در گیاه مقاوم تکثیر شده است و گیاه حساس فاقد این ناحیه ژنومی می باشد حال برای تعیین اینکه این ناحیه تکثیر شده که باعث مقاومت به شوری شده است چه ژنی را کد می کند باید از تکنیک بلاست استفاده نمود.

کشف ژن از طریق مقایسه یک توالی ناشناخته با توالی شناخته شده

ترسیم درخت فیلوژنتیکی از طریق یافتن توالی های همولوگ برای توالی ژنومی و یا پروتئینی

 

آموزش انواع روش بلاست ( blast )

در هر بلاست ما یک توالی (به اسم Query) داریم که آن را با توالی های موجود در پایگاه های داده (به اسم Subject) مقایسه میکنیم. بر این اساس ما 5 نوع بلاست داریم

 

• روش BLASTN چیست

در این نوع BLAST توالی مورد ما توالی نوکلئوتيدی است و جستجو در پایگاه توالی های نوکلئوتيدی انجام می شود. نتيجه جستجو جفت توالی های نوکلئوتيدی مشابه است که بر اساس شاخص های آماری ميزان شباهت و یکسانی آنها نشان داده می شود .مانند مقایسه توالی محصول pcr با پایگاه داده جهت تایید تکثیر اختصاصی آن قطعه.

 

کاربردها روش BLASTN

1- Mapping oligos to a genome

2- Annotating genomic DNA with ESTs

3- Annotating untranslated regions

 

• روش BLASTP چیست

در این نوع BLAST توالی مورد تقاضا پروتئينی است و جستجو در پایگاه توالی های پروتئينی انچام می شود. نتيجه جستجو توالی های پروئينی مشابه با توالی الگو است که بر اساس شاخص های آماری ميزان شباهت و یکسانی آن ها با توالی الگو نشان داده می شود .

 

کاربردها روش BLASTP چیست

1- Protein function exploration

2- Novel gene make parameters more sensitive

 

• روش BLASTX چیست

در این حالت میخواهیم یک توالی نوکلئوتیدی را با توالی های پروتئینی چک کنیم به عنوان مثال یک قطعه نوکلئوتیدی چه پروتئین هایی را کد میکند؟ در این نوع BLAST توالی مورد تقاضا نوکلئوتيدی است که در ۶ قالب خواندني (ORF) ترجمه شده و به صورت توالی پروتئينی در پایگاه توالی های پروتئينی جستجو می شود. نتيجه جستجو توالی های مشابه با توالی الگو است که بر اساس آن می توانيم به توالی جدید خود قالب خواندني و عملکرد نسبت بدهيم .

 

کاربردها روش BLASTX

1- Gene finding in genomic DNA

2- Annotating ESTs (and shotgun sequences)

 

• روش tBLASTN چیست

در این حالت میخواهیم یک توالی پروتئینی را با توالی های ژنومی چک کنیم به عنوان مثال یک پروتیئن توسط چه ژن هایی کد میشوند؟ در این نوع BLAST توالی مورد تقاضا پروتئينی است و جستجو در پایگاه توالی های نوکلئوتيدی انچام می شود که در ۶ قالب خواندني ترجمه شده است . نتيجه جستجو توالی های مشابه با توالی مورد تقاضاست که بر اساس آن می توانيم برای توالی پروتئينی خود توالی های رمز کننده ی آن را شناسایی کنيم .

 

کاربردها روش tBLASTN

1- Mapping a protein to a genome

2- Mining ESTs (shotgun sequences) for protein similarities

 

• روش tBLASTX چیست

در این نوع BLAST توالی مورد تقاضا نوکلئوتيدی است که در ۶ قالب خواندني به پروتئين ترجمه می شود ودر پایگاه توالی های نوکلئوتيدی که آن نيز در ۶ قالب خواندني به پروتئين ترجمه می شود مورد جستجو قرار می گيرد. این نوع جستجو بويژه در مطالعات EST به کار می رود.

 

حفاظت شده ترین پروتئین بین موجودات هیستون ها هستند. یعنی توالی پروتئینی یک هیستون بین دو گونه بسیار به هم نزدیک می باشد اما توالی ژن این هیستون ها چه طور؟؟ همان طور که میدانید برخی اسید امینه ها بوسیله چندین کدون شناخته می شوند بنابراین می توان گفت بین دو گونه (مخصوصا گونه های بسیار دور از هم) توالی پزوتئینی میتواند یکسان باشد اما توالی ژنی متفاوت باشد. بنابراین بهتر برای بلاست بین گونه ها دور از هم از این روش استفاده شود.

 

کاربردها روش tBLASTX

1- Searching distantly-related species

2- Sensitive but expensive

 

----------------------------------------------

منبع : pishgam-bio.ir