2 概述
GenBank 是一個開放獲取的序列數據庫，對所有公開可利用的核苷酸序列與其翻譯的蛋白質進行收集並註釋。 此數據庫是國際協作核酸序列數據庫（INSDC）的一部分，由美國國家生物技術信息中心（National Center for Biotechnology Information，NCBI）主管，NCBI爲美國國立衛生研究院的下屬機構。GenBank和它的合作者從全球各個實驗室接收了超過百萬種生物的數據。Genbank庫包含了所有已知的核酸序列和蛋白質序列，以及與它們相關的文獻著作和生物學註釋。它的數據直接來源於測序工作者提交的序列、由測序中心提交的大量EST序列和其它測序數據、以及與其它數據機構協作交換數據而來。Genbank每天都會與歐洲分子生物學實驗室（EMBL）的數據庫，和日本的DNA數據庫（DDBJ）交換數據，使這三個數據庫的數據同步。到1999年8月，Genbank中收集的序列數量達到460萬條，34億個鹼基，而且數據增長的速度還在不斷加快。Genbank的數據可以從NCBI的FTP服務器上免費下載完整的庫，或下載積累的新數據。NCBI還提供廣泛的數據查詢、序列相似性搜索以及其它分析服務，用戶可以從NCBI的主頁上找到這些服務。
Genbank庫裏的數據按來源於約55,000個物種，其中56%是人類的基因組序列（所有序列中的34%是人類的EST序列）。每條Genbank數據記錄包含了對序列的簡要描述，它的科學命名，物種分類名稱，參考文獻，序列特徵表，以及序列本身。序列特徵表裏包含對序列生物學特徵註釋如：編碼區、轉錄單元、重複區域、突變位點或修飾位點等。所有數據記錄被劃分在若干個文件裏，如細菌類、病毒類、靈長類、齧齒類，以及EST數據、基因組測序數據、大規模基因組序列數據等16類，其中EST數據等又被各自分成若干個文件。
Genbank網站：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/
3 Genbank的歷史
1979年，洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）理論生物學和生物物理學小組的Walter Goad等人建立了洛斯阿拉莫斯序列數據庫，最終成爲了公共的 GenBank數據庫的前身。1982年，由美國國立衛生研究院、美國國家科學基金會、美國能源部和國防部共同出資，LANL與BBN科技公司合作，成立了GenBank。到1983年底，已有超過2,000個序列被存儲在GenBank。
在20世紀80年代中期，斯坦福大學的Intelligenetics bioinformatics公司與LANL合作經營着GenBank項目[5]。作爲最早的互聯網生物信息學社區項目，GenBank計劃爲生物學家打造一個開放獲取的BIOSCI/Bionet消息社羣。1989到1992年，GenBank被轉移到新成立的美國國家生物技術信息中心[6]。
Genbank和EMBL在1986/1987年出版的《核苷酸序列》I到VII卷
4 GenBank的發展
在GenBank的版本162.0（2007年8月）的發行說明中道出：“從1982年到現在，GenBank中的鹼基數每隔18個月翻一番。”[7]
截至2013年7月8日，GenBank的版本196.0已有165,740,164個基因座，152,599,230,112個鹼基，165,740,164個報導序列[3]。 GenBank數據庫還包括一些額外的數據集，不包括在這個統計內。
5 Genbank數據檢索
大型數據庫分成若干子庫，有許多好處。首先，可以把數據庫查詢限定在某一特定部分，以便加快查詢速度。其次，基因組計劃快速測序得到的大量序列尚未加以註釋，將它們單獨分類，有利於數據庫查詢和搜索時“有的放矢”。GenBank將這些數據按高通量基因組序列（HighThroughput Genomic Sequences，HTG）、表達序列標記（Expressed Sequence Tags，EST）、序列標記位點（SequenceTaggedSites，STS）和基因組概覽序列（Genome Survey Sequences，GSS）單獨分類。儘管這些數據尚未加以註釋，它們依然是GenBank的重要組成部分。
NCBI的數據庫檢索查詢系統是Entrez。Entrez是基於Web界面的綜合生物信息數據庫檢索系統。利用Entrez系統，用戶不僅可以方便地檢索Genbank的核酸數據，還可以檢索來自Genbank和其它數據庫的蛋白質序列數據、基因組圖譜數據、來自分子模型數據庫（MMDB）的蛋白質三維結構數據、種羣序列數據集、以及由PubMed獲得Medline的文獻數據。這個系統將核酸、蛋白質序列和基因圖譜、蛋白質結構數據庫整合在一起。此外，通過該系統的文獻摘要數據庫MEDLINE，可獲取有關序列的進一步信息。Entrez提供了方便實用的檢索服務，所有操作都可以在網絡瀏覽器上完成。用戶可以利用Entrez界面上提供的限制條件（Limits）、索引（Index）、檢索歷史（History）和剪貼板（Clipboard）等功能來實現複雜的檢索查詢工作。對於檢索獲得的記錄，用戶可以選擇需要顯示的數據，保存查詢結果，甚至以圖形方式觀看檢索獲得的序列。更詳細的Entrez使用說明可以在該主頁上獲得。在萬維網上，進入NCBI的主頁，可以用BLAST程序對GenBank數據庫進行未知序列的同源性搜索。
完整的GenBank數據庫包括序列文件，索引文件以及其它有關文件。索引文件是根據數據庫中作者、參考文獻等子段建立的，用於數據庫查詢。GenPept是由GenBank中的核酸序列翻譯而得到的蛋白質序列數據庫，其數據格式爲FastA。GenBank曾以CD-ROM光盤的形式分發，價格比較便宜。隨着數據庫容量的增長，一套最新版的GenBank需要12張光盤存放，不僅生產成本很高，也不便於使用。現在，光盤分發的方式已經停止，可以通過網絡下載GenBank數據庫。
GenBank中最常用的是序列文件。序列文件的基本單位是序列條目，包括核甘酸鹼基排列順序和註釋兩部分。目前，許多生物信息資源中心通過計算機網絡提供該數據庫文件。下面，我們介紹序列文件的結構。
序列文件由單個的序列條目組成。序列條目由字段組成，每個字段由關鍵字起始，後面爲該字段的具體說明。有些字段又分若干次子字段，以次關鍵字或特性表說明符開始。每個序列條目以雙斜槓“//”作結束標記。序列條目的格式非常重要，關鍵字從第一列開始，次關鍵字從第三列開始，特性表說明符從第五列開始。每個字段可以佔一行，也可以佔若干行。若一行中寫不下時，繼續行以空格開始。
序列條目的關鍵字包括代碼（LOCUS），說明（DEFINITION）， 編號（ACCESSION），核酸標識符（NID），關鍵詞（KEYWORDS），數據來源（SOURCE），文獻（REFERENCE），特性表（FEATURES），鹼基組成（BASE COUNT）及鹼基排列順序（ORIGIN）。
代碼LOCUS是該序列條目的標記，或者說標識符，蘊涵這個序列的功能。例如，圖4.1中所示的HUMCYCLOX表示人的環氧化酶cyclooxygenase。該字段還包括其它相關內容，如序列長度、類型、種屬來源以及錄入日期等。說明字段是有關這一序列的簡單描述，如本例爲人環氧化酶-2的mRNA全序列。
序列代碼具有唯一性和永久性，如本例中代碼M90100用來表示上述人環氧化酶-2的mRNA序列，在文獻中引用這個序列時，應該以此代碼爲準。核酸標識符NID對序列信息的當前版本提供？
關鍵詞字段由該序列的提交者提供，包括該序列的基因產物以及其它相關信息，如本例中還氧化酶-2 （cyclooxygenase-2），前列腺素合成酶（prostaglandin synthase）。數據來源字段說明該序列是從什麼生物體、什麼組織得到的，如本例中人臍帶血管（umbilical vein）。次關鍵字種屬（ORGANISM）指出該生物體的分類學地位，如本例人、真核生物等等。文獻字段說明該序列中的相關文獻，包括作者（AUTHORS），題目（TITLE）及雜誌名（JOURNAL）等，以次關鍵詞列出。該字段中還列出醫學文獻摘要數據庫MEDLINE的代碼。該代碼實際上是個網絡鏈接指針，點擊它可以直接調用上述文獻摘要。一個序列可以有多篇文獻，以不同序號表示，並給出該序列中的哪一部分與文獻有關。
FEATURES是具有自己的一套結構，用來詳細描述序列特性的一個表格。在這個表格內，帶有‘/db-xref/’標誌的字符可以連接到其它數據庫內（本例，您看到的是一個分類數據庫（tax NCBI on 9606），以及一個蛋白質數據庫（PID：g181254））；序列中各部分的位置都加以標明，5’非編碼區（1-97），編碼區（98-1912），3非編碼區（1913-3387），多聚腺苷酸序列（3367-3374），等等；蛋白質翻譯的信號肽及最終的多肽也都有所說明。這個例子不能說很全面，但已經足以說明特性表給出信息的詳細程度。
接下來是BASE COUNT記錄，計算出不同鹼基在整個序列中出現的次數（1010A，712個C，633個G，1032個T）。ORIGIN那一行，指出了序列第一個鹼基在基因組中可能的位置。最後，核酸的序列全部列出，並以//作爲結尾。檢索方式：
如果在文獻中看到過你感興趣的基因，而且文中還提到了該基因在Genbank中的ID號，進入NCBI ，在Search後的下拉框中選擇Nucleotide，把Genbank ID號輸入GO前面的文本框中，點“GO”，即可以檢索到所需序列。
6 向Genbank提交序列數據
測序工作者可以把自己工作中獲得的新序列提交給NCBI，添加到Genbank數據庫。這個任務可以由基於Web界面的BankIt或獨立程序Sequin來完成。
BankIt是一系列表單，包括聯絡信息、發佈要求、引用參考信息、序列來源信息、以及序列本身的信息等。用戶提交序列後，會從電子郵件收到自動生成的數據條目，Genbank的新序列編號，以及完成註釋後的完整的數據記錄。用戶還可以在BankIt頁面下修改已經發布序列的信息。BankIt適合於獨立測序工作者提交少量序列，而不適合大量序列的提交，也不適合提交很長的序列，EST序列和GSS序列也不應用BankIt提交。BankIt使用說明和對序列的要求可詳見其主頁面。
大量的序列提交可以由Sequin程序完成。Sequin程序能方便的編輯和處理複雜註釋，幷包含一系列內建的檢查函數來提高序列的質量保證。它還被設計用於提交來自系統進化、種羣和突變研究的序列，可以加入比對的數據。Sequin除了用於編輯和修改序列數據記錄，還可以用於序列的分析，任何以FASTA或ASN.1格式序列爲輸入數據的序列分析程序都可以整合到Sequin程序下。在不同操作系統下運行的Sequin程序都可以在下找到，Sequin的使用說明可詳見其網頁。