Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2015

Семестры Студенты Преподаватели

• 2023
• 2022
• 2021
• 2020
• 2019
• 2018
• 2017
• 2016

• ...

EMBOSS: пакет программ для анализа последовательностей

Команды для освоения:
(1) help'ы: wossname, tfm, опции -help -verbose 
(2) работа с последовательностями и выравниваниями: seqret, infoseq - есть в задании, infoalign  
(3) работа с аннотациями записей: featcopy, extractfeat 
(4) работа с нуклеотидными последовательностями: cusp, compseq, transeq
(5) перемешивание: shuffleseq
(6) правильное выравнивание кодирующих последовательностей: tranalign
(7) getorf - есть в задание

1. Представить отчёт о выполнении пяти упражнений. Остальные могут быть спрошены на коллоквиуме

В отчёт включайте команду, ссылки на исходные данные и результат.

1. (seqret) Несколько файлов в формате fasta собрать в единый файл
2. (seqretsplit) Один файл в формате fasta с несколькими последовательностями разделить на отдельные fasta файлы
3. (seqret) Из файла с хромосомой в формате .gb вырезать три кодирующих последовательности по указанным координатам "от", "до", "ориентация" и сохранить в одном fasta файле
4. (transeq) Транслировать кодирующие последовательности, лежащие в одном fasta файле, в аминокислотные, используя указанную таблицу генетического кода. Результат - в одном fasta файле.
5. (transeq) Транслировать данную нуклеотидную последовательность в шести рамках.
6. (seqret) Перевести выравнивание и из fasta формате в формат .msf
7. (infoalign) Выдать в выходной поток число совпадающих букв между второй последовательностью выравнивания и всеми остальными (на выходе только имя последовательности и число)
8. (featcopy) Перевести аннотации особенностей в записи формата .gb в табличный формат .gff
9. (extractfeat) Из данного файла с хромосомой в формате .gb получить fasta файл с кодирующими последовательностями; (*) добавить в описание каждой последовательности функцию белка (из поля product)

10. (shuffle) Перемешать буквы в данной нуклеотидной последовательности; (*) проверить с помощью blastn сколько "достоверных" находок (с E-value < 0.1) найдется в нуклеотидном банке данных (запустите с порогом E = 10 - по умолчанию)

11. (cusp)Найдите частоты кодонов в данных кодирующих последовательностях
12. (compseq) Найдите частоты динуклеотидов в данной нуклеотидной последовательности и сравните их с ожидаемыми
13. (tranalign) Выровняйте кодирующие последовательности соответственно выравниванию белков - их продуктов

Сравнение геномов

2. Для полных геномов двух или нескольких бактерий или архей одного вида опишите глобальные эволюционные события и определите сходство гомологичных участков ДНК

Для зачета достаточно выполнить одно из двух заданий

2a. (из 5и баллов) Для двух геномов постройте карту локального сходства и опишите крупные эволюционные события на пути от общего предка

• Выбор бактерий - за вами. Например, возьмите свою бактерию или архею из 1го семестра и другую того же вида с полностью секвенированым геномом.

• В отчете приведите

  • карту локального сходства
  • сходство (Identity %) между гомологичными участками
  • объяснение крупных эволюционных событий, согласно карте

2a, ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ(*). Для одной крупной вставки найдите вероятный источник

Советы

2b.(из 10 баллов) Постройте нуклеотидный пангеном для 3-4 геномов близкородственных бактерий или архей

• Метод: построение нуклеотидного пангенома (NPG) с помощью пакета NPG-explorer

• Материал: геномы 3-4х разных штаммов одного вида; выбор геномов - за вами.

• В отчёт включите:
  • описание синтеничных участков (g-блоков), а именно:
    • число g-блоков, (из pangenome/pangenome.info, в самом конце)
    • фрагмент выравнивания g-блоков с объяснением (из визуализатора qnpge)
  • описание ядра пангенома (объединения s-блоков):
    • число s-блоков (из pangenome/pangenome.info, секция stable blocks)
    • размер ядра - процент входных последовательностей, вошедших в s-блоки (там же, внизу секции)
    • сходство геномов - процент консервативных позиций в объединенном выравнивании s-блоков (там же, Identity of joined blocks)

    • (*) филогенетическое дерево геномов, построенное по объединенному выравниванию s-блоков (trees/nj-global-tree.tre и визуализация любой программой, например, [[http://itol.embl.de/| ITOL )

  • пример одного блока с повторами (r-блока) с объяснением
  • один пример крупной делеций (делеция - в геномах, не вошедших в h-блок, используйте визуализатор qnpge или инфо из pangenome/pangenom.bi) и объяснение
  • один пример последовательности, имеющейся только в одном геноме (используйте инфо из pangenome/pangenom.bi - можно открыть в Excel)

• 2b. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ(*) Один пример расхождений между аннотациями генов с гомологичными последовательностями (найдите с помощью визуализатора qnpge)

Варианты расхождений в аннотациях генов, аннотированных в одном и том же месте одного блока

• в одном геноме ген аннотирован а в другом - не признается за ген
• стартовые кодоны очевидно ортологичных генов из одного блока в разных позициях выравнивания, хотя никаких оснований для их разнесения нет
• названия генов различаются по существу (а не потому, что используются разные синонимы)
• используйте визуализатор qnpge

• скриншоты визуализатора qnpge, иллюстрирующие результаты