Компьютерные методы анализа нуклеотидных последовательностей

Содержание

Слайд 2

Существует много программ, интегрирующих различные биоинформационные инструменты и позволяющие молекулярному биологу

Существует много программ, интегрирующих различные биоинформационные инструменты и позволяющие молекулярному биологу

планировать эксперименты и обрабатывать их результаты. Это такие программы, как
Vector NTI (коммерческая)
SnapGene (коммерческая)
SimVector (коммерческая)
Geneious (коммерческая)
DNASTAR Lasergene (коммерческая)
Unipro UGENE (свободная)
BioEdit (свободная)
DNA Master (свободная)
и др.,
Слайд 3

Геном вируса клещевого энцефалита

Геном вируса  клещевого энцефалита

Слайд 4

Геном вируса краснухи

Геном вируса краснухи

Слайд 5

· BioEdit · Genbank · Fasta · NBRF/PIR · Phylip 3.2

· BioEdit
· Genbank
· Fasta
· NBRF/PIR
· Phylip 3.2 / 2
· Phylip 4
· IG/Stanford
· EMBL
· GCG (single sequence only)
· DNAStrider
· Fitch
· Zuker (import only)
· Olsen

(import only)
· Plain or raw (single sequence only)
· PIR/CODATA
· MSF (multiple sequence format)
· ASN.1 (NCBI)
· PAUP/NEXUS

Форматы файлов для программы

http://www.mbio.ncsu.edu/bioedit/bioedit.html

Слайд 6

FASTA-формат >Rattus_norvegicus | Rattus norvegicus heat shock 20kDa protein (Loc192245), mRNA

FASTA-формат

>Rattus_norvegicus | Rattus norvegicus heat shock 20kDa protein (Loc192245), mRNA
GCAGGATGGAGATCCGGGTGCCTGTGCAGCCTTCTTGGCTGCGCCGTGCTTCAGCTCCTTTACCGGGTTTTTCCACTCCGGGACGCCTCTTTGACCAGCGTTTCGGCGAAGGGCTGCTTGAGGCAGAGCTGGCTTC 
>Homo_sapiens |

Homo sapiens cDNA FLJ32389 fis, clone SKMUS1000138, highly similar to HEATSHOCK 20 KDA LIKEPROTEIN P20.
ACTGCAACGCGGAGGAGCAGGATGGAGATCCCTGTGCCTGTGCAGCCGTCTTGGCTGCGCCGCGCCTCGGCCCCGTTGCCCGGACTTTCGGCGCCCGGACGCCTCTTTGACCAGCGCTTCGGCGAGGGGCTGCTG 
>Mus_musculus | Mus musculus similar to heat shock 20kDa protein (LOC243912), mRNA.
GGCAGCGTAGGAACAGGATGGAGATCCCCGTGCCTGTGCAGCCTTCTTGGCTGCGCCGTGCTTCAGCTCCTTTACCAGGTTTCTCTGCTCCGGGACGCCTCTTTGACCA
Слайд 7

Главное окно программы

Главное окно программы

Слайд 8

Меню «Файл»

Меню «Файл»

Слайд 9

Поиск целевых сайтов рестрикции

Поиск целевых сайтов рестрикции

Слайд 10

Поиск целевых сайтов рестрикции

Поиск целевых сайтов рестрикции

Слайд 11

Поиск целевых сайтов рестрикции для клонирования

Поиск целевых сайтов рестрикции для клонирования

Слайд 12

Поиск целевых сайтов рестрикции для клонирования Restriction table: Enzyme Recognition frequency

Поиск целевых сайтов рестрикции для клонирования

Restriction table:
Enzyme Recognition frequency Positions
__________________________________________________________________________
BamHI

G'GATC_C 1 9175
PstI C_TGCA'G 1 8233
Position Enzyme(s)
__________________________________________________________________________
8233 PstI C_TGCA'G
9175 BamHI G'GATC_C
Слайд 13

Целевой фрагмент для клонирования

Целевой фрагмент для клонирования

Слайд 14

Вектор для клонирования

Вектор для клонирования

Слайд 15

Рекомбинантная плазмида

Рекомбинантная плазмида

Слайд 16

Физическая карта рекомбинантной плазмиды

Физическая карта рекомбинантной плазмиды

Слайд 17

Анализ 6-буквенных сайтов рестрикции Enzyme Recognition frequency Positions __________________________________________________________________________ AatII G_ACGT'C

Анализ 6-буквенных сайтов рестрикции

Enzyme Recognition frequency Positions
__________________________________________________________________________
AatII G_ACGT'C 1 3134
Acc65I G'GTAC_C

2 724, 3607
AclI AA'CG_TT 2 2438, 2811
BamHI G'GATC_C 1 2
BmtI G_CTAG'C 1 490
DraI TTT'AAA 3 2078, 2097, 2789
EcoRI G'AATT_C 1 3595
HindIII A'AGCT_T 1 960
KpnI G_GTAC'C 2 728, 3611
PciI A'CATG_T 1 1319
PstI C_TGCA'G 1 952
PvuII CAG'CTG 3 632, 1143, 3507
SalI G'TCGA_C 1 147
SmaI CCC'GGG 1 323
SphI G_CATG'C 1 958
SspI AAT'ATT 1 3016
XmaI C'CCGG_G 1 321
ZraI GAC'GTC 1 3132
Слайд 18

Четыре режима ручного выравнивания. Встраивание и редактирование цвета с помощью отдельных

Четыре режима ручного выравнивания.
Встраивание и редактирование цвета с помощью отдельных таблиц

и полный контроль над цветами фона.
Интерфейс рисования плазмид для автоматического создания кольцевой графики из последовательностей ДНК. Легко отмечать позиции, добавлять объекты ввиде стрелок и изогнутых прямоугольников и отмечать сайты ферментов рестрикции. Также возможно отмечать полилинкеры и рисовать стрелки и фигуры с помощью инструментов рисования.
Динамическое затенение выравнивания на основе различной информации.
Редактирование таблицы цветов
Отображение и печать ABI хроматограмм.
Группировать последовательности в группы или семейства.
Аннотировать последовательности с графическими функциями с динамическим представлением в окнах выравнивания, включая всплывающие подсказки.
Блокировать случайные изменения последовательностей.
Указывать символы которые считаются действительными для расчетов аминокислотных и нуклеотидных последовательностей.
Слайд 19

Сортировать последовательности по имени, LOCUS, DEFINITION, ACCESSION, PID/NID, REFERENCES, COMMENTS или

Сортировать последовательности по имени, LOCUS, DEFINITION, ACCESSION, PID/NID, REFERENCES, COMMENTS или

по частоте остатков в выбранной колонке. 
Объединить выравнивания через референсную последовательность.
Добавить одно выравнивание в конец другого.
Простой просмотрщик филогенетических деревьев (для деревьев в phylip формате), который позволяет редактировать узлы и печатать.
Читать и записывает файлы в форматах Genbank, Fasta, Phylip 3.2, Phylip 4 GCG, Clustal и NBRF / PIR.
Использовать ReadSeq для автоматического импорта и экспорта 11 дополнительных форматов, включая MSF, ASN.1, IG / Stanford и EMBL.
Импортировать совместимые форматы непосредственно из буфера обмена без сохранения в файл.
Легкая настройка ярлыков меню окна редактора
Сравнительный анализ РНК, включая ковариацию и потенциальные спаривания. 
Просмотр и редактирование выравниваний до 20 000 последовательностей. 
Формат BioEdit Project для быстрого открытия и сохранения больших выравниваний.
Слайд 20

Поиск ОРТ с пользовательскими настройками Трансляция последовательностей нуклеиновых кислот с информацией

Поиск ОРТ с пользовательскими настройками
Трансляция последовательностей нуклеиновых кислот с информацией об

использовании кодонов, выбор одно- или трехбуквенных аминокислотных кодов. Трансляция только выбранной области нуклеиновой кислоты и выбор  start/stop  кодонов.
Разделить окно для одновременного и синхронизированного редактирования двух разных мест в одном файле - разбиение окна по вертикали или по горизонтали
Анализ аминокислотного и нуклеотидного состава и плоты.
Выровнивание последовательности нуклеиновой кислоты, кодирующей белок, через аминокислотную последовательность.
Множественное выравнивание ClustalW с автоматическим обновлением информациии в формате GenBank. 
Графики гидрофобности / гидрофильности белков
Графические матрицы гидрофобных доменов белка
Выбор шрифтов
Рестрикционное картирование с любой трансляцией, множеством вариантов выбора ферментов и возможностью анализа кольцевой ДНК
Слайд 21

Обзор ферментов рестрикции Возможность манипулировать последовательностями длиной не более 4,6 МБ.

Обзор ферментов рестрикции
Возможность манипулировать последовательностями длиной не более 4,6 МБ.
Six-frame

translations capable of raw translation of entire genomes Трансляция в шести рамках
Сохранять файлы формата GenBank с полями LOCUS, DEFINITION, ACCESSION, PID, NID, DBSOURCE, KEYWORDS, SOURCE, REFERENCE, COMMENT, and FEATURES. Изменять поля или добавьте свою собственную информацию.
Вывод графической информации с выделением степени идентичности и подобия и несколькими вариантами форматирования.
Экспорт текста в формате выравнивания
Он-лайн справочная система.
Плот энтропии.
Интерфейс нескольких документов.
Основные манипуляции с последовательностями (обратная / комплементарная, трансляция, ДНК-> РНК-> ДНК)
Легкий экспорт текста и настраиваемая печать.
Полный пакет NCBI для локальных программ BLAST.
Слайд 22

Настройка и запуск вспомогательных приложений через графический интерфейс BioEdit. BioEdit поставляется

Настройка и запуск вспомогательных приложений через графический интерфейс BioEdit. BioEdit поставляется с:
TreeView 
CAP-ассемблер
FastDNml
Программы

Phylip
Слайд 23

Vector NTI® Software https://www.thermofisher.com/ru/ru/home/life-science/cloning/vector-nti-software.html

Vector NTI® Software

https://www.thermofisher.com/ru/ru/home/life-science/cloning/vector-nti-software.html

Слайд 24


Слайд 25

Форматы файлов для программы

Форматы файлов для программы

Слайд 26

GenBank-формат LOCUS pUC18 2686 bp DNA circular 13-APR-2013 DEFINITION ATCC 37253:

GenBank-формат

LOCUS pUC18 2686 bp DNA circular 13-APR-2013
DEFINITION ATCC 37253: very usable

general purpose vector.
KEYWORDS ATCC.
SOURCE
ORGANISM
COMMENT This file is created by Vector NTI
http://www.informaxinc.com/
FEATURES Location/Qualifiers
promoter complement(2521..2521)
/vntifkey="30"
/label=P(BLA)
/note=" bla gene promoter "
CDS complement(1629..2486)
/vntifkey="4"
/label=AP(R)
/note=" bla gene- Ap(r) determinant "
promoter complement(507..507)
/vntifkey="30"
/label=P(LAC)
/note=" lac promoter "
rep_origin 867..867
/vntifkey="33"
/label=ORI
/note=" RNaseH cleavage point "
CDS complement(149..469)
/vntifkey="4"
/label=ALPHA
/note=" lacZ gene fragment coding for LacZ alpha peptide "
BASE COUNT 666 a 677 c 684 g 659 t
ORIGIN
1 tcgcgcgttt cggtgatgac ggtgaaaacc tctgacacat gcagctcccg gagacggtca
61 cagcttgtct gtaagcggat gccgggagca gacaagcccg tcagggcgcg tcagcgggtg
121 ttggcgggtg tcggggctgg cttaactatg cggcatcaga gcagattgta ctgagagtgc
181 accatatgcg gtgtgaaata ccgcacagat gcgtaaggag aaaataccgc atcaggcgcc
241 attcgccatt caggctgcgc aactgttggg aagggcgatc ggtgcgggcc tcttcgctat
301 tacgccagct ggcgaaaggg ggatgtgctg caaggcgatt aagttgggta acgccagggt
Слайд 27

Окно сохранения файла

Окно сохранения файла

Слайд 28

Меню «molecule»

Меню «molecule»

Слайд 29

Меню «Edit»

Меню «Edit»

Слайд 30

Добавление локуса в карту

Добавление локуса в карту

Слайд 31

Поиск последовательности

Поиск последовательности

Слайд 32

Меню «View»

Меню «View»

Слайд 33

Меню «Analyze»

Меню «Analyze»

Слайд 34

Поиск сайтов рестрикции

Поиск сайтов рестрикции

Слайд 35

Поиск ОРТ и расчет рестрикционных фрагментов

Поиск ОРТ и расчет рестрикционных фрагментов

Слайд 36

Трансляция

Трансляция

Слайд 37

Виртуальный электрофорез

Виртуальный электрофорез

Слайд 38

Физическая карта рекомбинантной плазмиды

Физическая карта рекомбинантной плазмиды

Слайд 39

Физическая карта рекомбинантной плазмиды

Физическая карта рекомбинантной плазмиды

Слайд 40

Программы для повседневной молекулярной биологии

Программы для повседневной молекулярной биологии

Слайд 41

Программы для повседневной молекулярной биологии SimVector Geneious DNASTAR Lasergene Unipro UGENE (free)

Программы для повседневной молекулярной биологии

SimVector
Geneious
DNASTAR Lasergene
Unipro UGENE (free)

Слайд 42

UGENE - Интегрированные инструменты биолога ugene.net/ru/

UGENE - Интегрированные инструменты биолога

ugene.net/ru/

Слайд 43

Полезные Интернет-сайты: 1. httphttp://http://wwwhttp://www.http://www.ncbihttp://www.ncbi.http://www.ncbi.nlmhttp://www.ncbi.nlm.http://www.ncbi.nlm.nihhttp://www.ncbi.nlm.nih.http://www.ncbi.nlm.nih.govhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/ 2. httphttp://http://wwwhttp://www.http://www.ebihttp://www.ebi.http://www.ebi.achttp://www.ebi.ac.http://www.ebi.ac.ukhttp://www.ebi.ac.uk/ 3. http://web.expasy.org/ 4. httphttp://http://evolutionhttp://evolution.http://evolution.geneticshttp://evolution.genetics.http://evolution.genetics.washingtonhttp://evolution.genetics.washington.http://evolution.genetics.washington.eduhttp://evolution.genetics.washington.edu/http://evolution.genetics.washington.edu/phyliphttp://evolution.genetics.washington.edu/phylip/http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/softwarehttp://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.htmlhttp://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.html#http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.html#methods 5.

Полезные Интернет-сайты:
1. httphttp://http://wwwhttp://www.http://www.ncbihttp://www.ncbi.http://www.ncbi.nlmhttp://www.ncbi.nlm.http://www.ncbi.nlm.nihhttp://www.ncbi.nlm.nih.http://www.ncbi.nlm.nih.govhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/
2. httphttp://http://wwwhttp://www.http://www.ebihttp://www.ebi.http://www.ebi.achttp://www.ebi.ac.http://www.ebi.ac.ukhttp://www.ebi.ac.uk/
3. http://web.expasy.org/
4. httphttp://http://evolutionhttp://evolution.http://evolution.geneticshttp://evolution.genetics.http://evolution.genetics.washingtonhttp://evolution.genetics.washington.http://evolution.genetics.washington.eduhttp://evolution.genetics.washington.edu/http://evolution.genetics.washington.edu/phyliphttp://evolution.genetics.washington.edu/phylip/http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/softwarehttp://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.htmlhttp://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.html#http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.html#methods
5. httphttp://http://blasthttp://blast.http://blast.ncbihttp://blast.ncbi.http://blast.ncbi.nlmhttp://blast.ncbi.nlm.http://blast.ncbi.nlm.nihhttp://blast.ncbi.nlm.nih.http://blast.ncbi.nlm.nih.govhttp://blast.ncbi.nlm.nih.gov/http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blasthttp://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
6. httphttp://http://maffthttp://mafft.http://mafft.cbrchttp://mafft.cbrc.http://mafft.cbrc.jphttp://mafft.cbrc.jp/http://mafft.cbrc.jp/alignmenthttp://mafft.cbrc.jp/alignment/http://mafft.cbrc.jp/alignment/serverhttp://mafft.cbrc.jp/alignment/server/http://mafft.cbrc.jp/alignment/server/indexhttp://mafft.cbrc.jp/alignment/server/index.http://mafft.cbrc.jp/alignment/server/index.html
7. httphttp://http://unafoldhttp://unafold.http://unafold.rnahttp://unafold.rna.http://unafold.rna.albanyhttp://unafold.rna.albany.http://unafold.rna.albany.eduhttp://unafold.rna.albany.edu/?http://unafold.rna.albany.edu/?qhttp://unafold.rna.albany.edu/?q=http://unafold.rna.albany.edu/?q=mfoldhttp://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/http://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/DNAhttp://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/DNA-http://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/DNA-Foldinghttp://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/DNA-Folding-http://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/DNA-Folding-Form
8. http://molbiol.ru/