Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2015

Семестры Студенты Преподаватели

• 2024
• 2023
• 2022
• 2021
• 2020
• 2019
• 2018
• 2017

• ...

Программа коллоквиума

В билете будет как минимум по одному вопросу из каждой темы

На каждый вопрос можно ответить одной-двумя фразами.

Один вопрос из билета может включать несколько из перечисленных ниже. Например, "Электронная плотность" = 2 + 3 + 4.

1. Этапы расшифровки

1. Перечислите основные этапы определения структуры методом РСА.

2. Электронная плотность

1. Дайте определение функции электронной плотности (для объекта, состоящего из молекул и атомов).
2. В каких физических единицах измеряется функция электронной плотности?
3. Опишите характер графика зависимости электронной плотности одного атома от центра атома.

4. Как изображается функция электронной плотности в PyMol? Какие единицы используются при изображении электронной плотности в компьютере?

3. Кристалл

1. Что такое симметрия объекта, состоящего из молекул и атомов?
2. Что такое трансляционная симметрия?
3. Что такое кристалл в терминах свойств его электронной плотности?
4. Что такое кристаллографическая ячейка?
5. Что такое кристаллографическая симметрия?
6. Что такое нетрансляционная симметрия кристалла? Привести пример для плоского кристалла.
7. Что такое кристаллографическая группа, обозначение которой приводится в PDB файле?
8. Что такое асимметрическая ячейка кристалла?
9. Какие данные содержатся в PDB файле для восстановления молекул из соседних асимметрических ячеек кристалла?
10. Что такое некристаллографическая (она же локальная) симметрия (молекулы или комплекса молекул в кристалле)?

4. Ряд Фурье

1. Что такое ряд Фурье периодической функции? Напишите формулу для n-го слагаемого ряда.

2. Что такое гармоника и какими параметрами она определяется (на примере функций одной переменной)?
3. Даны параметры некоторого набора гармоник ряда Фурье. Как восстанавливается функция по этому набору? (Такое восстановление называется также синтезом Фурье.)
4. По практикуму
   1. Что такое полный набор гармоник?
   2. Что такое разрешение полного набора гармоник?
   3. Как связано качество восстановления функции и разрешение набора гармоник?
5. По практикуму
   1. Что такое неполный набор гармоник?
   2. Как определяется его разрешение и что такое полнота данных для данного разрешения?
6. По практикуму
   1. Напишите ряд Фурье для функции электронной плотности кристалла.

5. Теория рассеяния

1. Что такое абсолютные и относительные координаты?
2. Как абсолютные и относительные координаты связаны друг с другом и с параметрами кристаллографической ячейки?
3. Что такое вектор рассеяния?
4. Как найти вектор рассеяния для данного направления на точку детектора?
5. Сформулируйте условия Лауэ (на направления, в которых наблюдается дифракция на кристалле).
6. Что такое рефлекс?

7. Как связаны индексы рефлекса h, k, l и соответствующий им вектор рассеяния s?

8. Какие величины измеряются в РСА-эксперименте?
9. По каким данным эксперимента определяются параметры кристаллографической ячейки?
10. Как связаны величины, измеренные в эксперименте, с разложением функции электронной плотности кристалла в ряд Фурье?
11. Напишите формулу для синтеза Фурье электронной плотности кристалла и объясните смысл использованных обозначений.

12. Напишите формулу, выражающую зависимость одной гармоники Фурье от вектора r=(x,y,z) (из начала координат в данную точку).

13. Что такое разрешение гармоники Фурье в одномерном и трехмерном случаях?

14. Дан набор измеренных в эксперименте модулей структурных факторов. (“модуль структурного фактора F_hkl” и “амплитуда гармоники Фурье с индексами h,k,l” — одно и то же). Как определить разрешение структуры?

6. Фазовая проблема

1. В чём состоит фазовая проблема?
2. Перечислите основные методы решения фазовой проблемы.
3. Метод изоморфного замещения: какие дополнительные эксперименты требуется провести?
4. Что требуется для применения метода аномального рассеяния?
5. Опишите этапы решения фазовой проблемы методом молекулярного замещения.
6. Комбинированный синтез Фурье (в методе молекулярного замещения).

Оптимизация модели

1. Как проводится оптимизация структуры? R-фактор. Составной R-фактор.
2. Свободный R-фактор (R_free): как считается, зачем нужен.

7. Индексы качества модели

1. Что такое температурный фактор (B-фактор)?
2. Что такое коэффициент заполнения атома и почему он не всегда равен 1?
3. Перечислите основные показатели качества рентгеноструктурной модели.
4. Индикаторы качества модели в целом (перечислить; что отражают)
5. Карта Рамачандрана и её использование для оценки качества модели.
6. Как по модели и модулям структурных факторов вычисляется "экспериментальная" электронная плотность (для визуализации и оценки моделирования отдельных остатков)
7. Индикаторы маргинальных остатков в модели (перечислить, что отражают)
8. Пространственный R-фактор.
9. Как вычисляется Z-score пространственного R-фактора?
10. Ротамеры боковых цепей (что такое, как используются)
11. Комфортность окружения атома (в чем состоит, как используется)
12. Молекулы воды в PDB файле (при каких условиях могут быть определены, как выявить ошибочно присутствующие в файле)

8. Содержание записей PDB, полученных методом рентгеновской кристаллографии

• 1.Параметры кристаллографической ячейки, кристаллографическая группа, кристаллографические симметрии для восстановления кристалла, биологические единицы; B-фактор, коэффициент заполнения, альтернативные положения атома.

9. ЯМР

1. Что такое ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и как он может быть применён к исследованию структур молекул?
2. Особенности записей PDB, полученных методом ЯМР.