Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2018

Семестры Студенты Преподаватели

• 2023
• 2022
• 2021
• 2020
• 2019
• 2017
• 2016
• 2015

• ...

Вопросы

1. Эволюция геномов и выравнивание

1. Приведите доказательство того, что ДНК содержит всю наследственную информацию
2. Объясните как проявляются наследственность, изменчивость и отбор в эволюции последовательностей ДНК и белков.
3. Гомологичность последовательностей, нуклеотидов и аминокислот.
4. Что такое локальные мутации и крупные изменения в ДНК потомка относительно ДНК родительского организма? Приведите гипотетический пример крупного изменения.
5. Объясните что такое эволюционное выравнивание гомологичных последовательностей ДНК.
6. В чем разница между биологическим (правильным) выравниванием и оптимальным выравниванием, строящимся с помощью алгоритма?
7. Объясните что такое карта сходства (Dot Matrix в BLAST two sequences)двух последовательностей белков (КР2). Какие эволюционные события она описывает?
8. Обязательное задание для тех, у кого не засчитана вторая контрольная: интерпретация карты локального сходства.
9. С чем связана консервативность некоторых аминокислотных остатков белков или групп аминокислотных остатков?

2. Следствия точечных мутаций в кодирующей последовательности

Есть возможность зачесть тему автоматом по результатам заданий практикума 10

1. Что такое синонимическая мутация, миссенс мутация, нонсенс мутация. Приведите примеры.
2. Может ли точечная мутация в кодирующей последовательности привести к крупному изменению последовательности белка? Обоснуйте.
3. Приведите пример пары точечных мутаций, произошедших единовременно, изменяющих несколько а/к остатков в белке. Что можно сказать, о частоте такого изменения по сравнению с заменой одного нуклеотида в ДНК?

3. Алгоритм глобального парного выравнивания

Есть возможность зачесть тему автоматом по результатам дополнительных заданий практикума 11

1. Объясните соответствие между оптимальным и правильным (эволюционным) выравниванием.
2. Объясните соотношение дивергенции и конвергенции в эволюции последовательностей белков.
3. Объясните, как вычисляется вес парного выравнивания.
4. Расскажите про то, как вычислена матрица весов замен BLOSUM62.
5. Объясните, что такое линейные и аффинные штрафы за индели. Какие штрафы предпочтительнее использовать с биологической точки зрения и почему?
6. Объясните соответствие между выравниваниями двух последовательностей и путями на графе "Манхэттен с Бродвеями" (КР1)
7. Объясните алгоритм динамического программирования на примере оптимального пути через Манхэттен или парного выравнивания (штрафы за индели линейные)
8. Сравнение двух выравниваний одних и тех же последовательностей: что значит, что выравнивания в данной позиции совпадают? не совпадают? Приведите примеры.
9. Объясните разницу между локальным и глобальным парным выравниванием.
10. (*) Опишите граф для вычисления оптимального локального выравнивания двух последовательностей

4. Поиск по сходству последовательностей

Есть возможность зачесть тему автоматом по результатам заданий практикума 12

Обязательное задание для всех. Получите результаты BLAST для вашего (или любого другого) белка. Покажите проверяющему страницу с параметрами BLAST и страницу с результатом.

1. Объясните, что такое E-value ("Expected") для находок BLAST.
2. Как E-value выражается через вес выравнивания?
3. Объясните, что такое вес в битах и чем он лучше обычного
4. За счёт чего BLAST работает быстрее, чем оптимальное локаальное выравнивание запроса со всеми последовательностями банка?
5. Объясните смысл параметров программы BLAST:
   • Word size
   • Compositional adjustment
   • Параметры, регулирующие список находок
6. Объясните графическое изображение результатов BLAST, таблицу находок и смысл всех параметров в ней
7. Объясните одно из выравниваний из выдачи BLAST и все параметры, указанные в нем

5. Множественные выравнивания

Откройте страницу домена в Pfam, по вашему выбору. Можно выбрать домен вашего белка, можно любой другой.

1. Что такое эволюционный домен белка? Продемонстрируйте в Pfam а)выравнивание последовательностей домена из разных белков и б) доменные архитектуры, содержащие домен.
2. Покажите два идентификатора выбранного домена, ID и AC. Продемонстрируйте основные возможности сервиса Pfam. В каких таксонах высокого уровня встречается домен? Покажите выравнивание последовательностей домена из разных белков. Что такое выборка seed? Известны ли пространственные структуры домена?
3. Перечислите этапы иерархического алгоритма множественного выравнивания.

Термины

1. Термины в описании выравнивания
   • Колонка, или позиция, выравнивания
   • Консервативная колонка
   • На 90% консервативная позиция.
   • Функционально консервативная позиция
   • Блок в выравнивании
   • Identity
   • Similarity
2. Гомология (Homology)
3. Процент идентичности (% identities)
4. Процент сходства (% positives или siimilarity)
5. Гэп и индель
6. Вставка, делеция
7. Вес выравнивания (Score)
8. Вес в битах (Bit score)
9. Величина "Expected" (E-value)
10. Матрица весов замен (substitution matrix)
11. BLOSUM62
12. Штраф за гэп (Gap penalty)
13. Аффинные штрафы за гэпы
14. Эвристический и точный алгоритм
15. BLAST
16. needle
17. water
18. Muscle
19. Jalview