2025
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
Домашнее задание к практикуму 8
Срок выполнения — утро 30 октября. Записывайтесь в очередь, номер практикума — 8_home, указывайте URL Google-документа с заготовкой для мини-обзора.
Для зачёта по этому практикуму достаточно заготовки мини-обзора с заглавиями разделов, написанным введением (задание 1), и, в разделе "Сопроводительные материалы", ссылками на созданные вами книги в Google sheets, в которых сделаны по крайней мере два пункта из задания 3. Книги и документ должны быть открыты на комментирование проверяющими.
1. Документ мини-обзора и введение к мини-обзору
Создайте на своём Google drive текстовый документ для мини-обзора о вашей бактерии или археи, её генома и протеома. Имя документа: xxxxxxx minireview, вместо xxxxxxx подставьте свою фамилию. Откройте проверяющим на комментирование, не забыв отключить рассылку сообщений об этом.
Текст обзора пишется либо по-русски, либо по-английски (последнее — только если уверены в своём уровне!). Для зачёта практикума 8 в документе, минимально, необходимо написать:
- Название обзора (потом может быть скорректировано)
- Автор (имя и фамилия, соавторство не допускается)
Название первого раздела Введение (Introduction, если пишете обзор на английском)
Во "Введении" — те сведения о бактерии, которые успеете найти. В частности, стоит вставить фразу о таксономической принадлежности бактерии или археи: вид, род, семейство, класс (можно и полную таксономию привести). Текст должен быть связным, не просто Copy-Paste из источника. Если будете приводить какую-то нетривиальную информацию, ставьте ссылки на её источник, в виде номеров списка литературы
Информацию о таксономии ищите в NCBI Taxonomy, прочие сведения — в Интернете, рекомендуем Google scholar.Название второго раздела — Материалы и методы (Materials and Methods). Пока оставьте его пустым.
Название третьего раздела — Результаты (Results). Напишите заголовок подраздела примерно такой: "Длины белков, закодированных в геноме бактерии/археи такой-то". Сюда необходимо вставить гистограмму длин белков, правильно оформить к ней подпись и написать небольшой сопроводительный текст (о том, что по этой гистограмме видно). Впоследствии описание каждой из выполненных задач нужно будет оформить как отдельный подраздел.
Сопроводительные материалы. В этом разделе поместите гиперссылки на две книги: с импортированной таблицей CDS (7_class) и с импортированной таблицей геномных особенностей (7_home). Каждая ссылка должна сопровождаться кратким текстом, из которого можно понять, на каких листах каждой книги что находится. В частности, должно быть сразу понятно, какие пункты задания 3 вы сделали, в какой книге и на каком листе можно найти каждый из них.
Последний "раздел" — Список литературы. Поместите в него сведения об источниках информации, приведённой во введении. Потом будете дополнять его. Обращайте внимание на то, как оформлены ссылки в реальных статьях (автор, название, журнал, номер) и старайтесь следовать какому-либо стилю оформления.
Шаблоны научных статей
Образцы оформления научных текстов из разных журналов. Рекомендуется ориентироваться на какой-нибудь из них: порядок и форматирование разделов, оформление таблиц, рисунков, списка литературы и ссылок на литературу. Другие образцы можно найти на сайтах журналов "BMC Bioinformatics", "Journal of Computational Biology", "PLoS Computational Biology", "Briefings in Bioinformatics", ...
Можно скопировать выбранный образец в Google-документ, оставить только заголовки и вписывать свои тексты и результаты по мере готовности (но не обязательно поступать именно так).
2. Задания на фильтр
Это то же, что задание 2 в классе. В книге с таблицей особенностей нужно создать ещё три листа: с таблицей генов, с таблицей CDS, кодирующих белки, и с таблицей CDS, которые аннотированы как не кодирующие белки (псевдогены). Если псевдогенов в вашем геноме не нашлось, пустой лист создавать не надо, но в заготовке мини-обзора при описании гиперссылки укажите это обстоятельство.
Для облегчения проверки не удаляйте в новых листов столбцы, содержащие одинаковую информацию (например, первый), хотя вообще такое обычно лучше делать
3. Задания для выбора студентом, по темам мини-обзора
В рамках мини-обзора вам необходимо будет придумать минимум одну задачу самому и выполнить ещё минимум три задания (не считая гистограммы длин белков). Одно из этих заданий может соответствовать придуманной вами задаче (что будет поощряться дополнительными баллами), но если вашу задачу сложно решить известными вам методами, то можно взять все задания из списка ниже.
Описание вашей идеи и результатов выполнения хотя бы трёх заданий в мини-обзоре будет обязательно для получения зачета по блоку 5. Мини-обзор должен быть готов не позже 7 декабря, чтобы 11 декабря вы могли его "защитить" в беседе с преподавателем. Мы напомним вам об этом за пару недель.
Выполнение хотя бы двух из сформулированных ниже заданий в ЭТ необходимо для зачёта по практикуму 8. В скобках — рекомендуемое название листа из книги с дополнительными материалами.
(per-replicones) Составьте таблицу числа генов белков и генов разных типов РНК для каждого репликона (репликон указан в столбце chromosome таблицы особенностей)
(inter_cds_intervals-hist) Постройте гистограмму расстояний между последовательными кодирующими последовательностями (CDS). В этом задании просто игнорируйте все гены РНК, то есть за расстояние считайте число пар нуклеотидов между последним нуклеотидом CDS и первым нуклеотидом следующего CDS, но при условии, что репликон не поменялся. Можно сделать отдельные гистограммы всех репликонов. Для мини-обзора есть простор для расширения и нетривиального анализа.
(intersecting_cds-hist) Выберите кодирующие последовательности (CDS) на плюс-цепи самой большой хромосомы такие, которые пересекаются со следующей CDS на плюс-цепи (т.е. cds_stop ≥ cds_start в следующей строке) и вычислите число нуклеотидов в пересечении. Постройте гистограмму длин пересечений. Для мини-обзора есть простор для расширения и нетривиального анализа (возможно получение маленького нового для науки результата).
(operones; технически не просто в ЭТ, можно сделать потом средствами Python). Предскажите не менее трёх оперонов в геноме выбранной бактерии или археи.
(start_codons, средствами bash по файлу "*cds_from_genomic.fna" с импортом результата в ЭТ). Определите все старт-кодоны (первые кодоны) в кодирующих последовательностях (CDS) и вычислите, сколько раз встречается каждый старт-кодон, отдельно во всех CDS, псевдогенах и "нормальных" генах.
(stop_codons, но технически не просто в ЭТ, лучше средствами Python). Определите все стоп-кодоны (заключительные тройки букв) в кодирующих последовательностях (CDS) и вычислите, сколько раз встречается каждый стоп-кодон. Желательно тоже отдельно для псевдогенов и нормальных генов.
(gc_hist) Гистограмма GC% по CDS
- Исследование состава нуклеотидов A, T, G, C по репликонам (средствами Python или bash)
- Исследование частоты динуклеотидов по репликонам. Динуклеотид — это два нуклеотида подряд.
- Сравнение с геномами других штаммов того же вида или рода
(percents_of_length) Создайте таблицу процентов длины, занятой генами белков, генами РНК, псевдогенами и межгенными промежутками, для каждого репликона.
(neirbouring_cds) Создайте таблицу 3✕3, первая строка — с заголовками столбцов, первый столбец — с названиями строк, а в четырёх ячейках — числа:
- CDS на плюс цепи, следующих непосредственно за CDS тоже на плюс-цепи
- CDS на плюс цепи, следующих непосредственно за CDS на минус-цепи
- CDS на минус цепи, следующих непосредственно за CDS на плюс-цепи
CDS на минус цепи, следующих непосредственно за CDS тоже на минус-цепи
(в простейшем варианте можно просто проанализировать столбец "strand" для CDS, с учётом репликона; более правильный и сложный вариант предусматривает проверку того, что между CDS не вклинились гены РНК или псевдогены)
- Комбинация 2 и 12 (четыре гистограммы, сами догадайтесь, какие)