生物信息学实教学大纲2014-1.doc

一．实验项目名称：核酸和蛋白质序列数据的使用 实验目的：了解常用的序列数据库，掌握基本的序列数据信息的查询方法。 教学基本要求：了解和熟悉NCBI核酸和蛋白质序列数据库，可以使用BLAST进行序列有哪些信誉好的足球投注网站，解读BLAST有哪些信誉好的足球投注网站结果，可以对蛋白质序列的结构域有哪些信誉好的足球投注网站，解读蛋白质序列信息，可以在蛋白质三维数据库中查询相关结构信息并进行显示。 实验内容提要：在序列数据库中查找某条基因序列（insulin），通过相关一系列数据库的有哪些信誉好的足球投注网站、比对与结果解释，回答以下问题： 1. 该基因的基本功能？ 2. 编码的蛋白质序列是怎样的？ 3. 该蛋白质有没有保守的功能结构域 (NCBI CD-search)？ 4. 该蛋白质的功能是怎样的？ 5. 该蛋白质的三级结构是什么？如果没有的话，和它最相似的同源物的结构是什么样子的？给出示意图。 实验类型：综合性 必修或选修：必修 使用的主要仪器：可以访问国际互联网的计算机。 二．实验项目名称：双序列比对 实验目的：练习使用动态规划算法进行双序列比对；理解打分矩阵和参数对双序列比对结果的影响；理解动态规划算法的原理。 教学基本要求：动态规划算法是序列比对最基本的算法，可以确保找到最优比对。分为全局比对（Needleman-Wunch algorithm）和局部比对算法（Smith-Waterman algorithm）。通过本实验的练习，更好的理解动态规划算法。 实验内容提要：对如下的两条序列进行双序列比对分析： Drosophila Sex-lethal protein ASNTNLIVNYLPQDMTDRELYALFRAIGPINTCRIMRDYKTGYSYGYAFVDFTSEMDSQRAIKVLNG Mouse Huc RBD MDSKTNLIVNYLPQNMTQDEFKSLFGSIGDIESCKLVRDKITGQSLGYGFVNYSDPNDADKAINTLNGL 这些蛋白质包含一个RNA识别模体（RNA Recognition Motif，RRM）。该模体包含两个高度保守的两个功能区RNP1和RNP2（已用红色标记）。通过ebi网站的在线工具完成练习（http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/）。 1. RNP1和RNP2是否得到比对？ 选择至少三个（差别大的）空位罚分和延伸值来进行比对， 2a. 算法是否找到RNP1和 RNP2的正确比对？ b. 当空位开启罚分高时，结果发生什么变化？ c. 当空位延伸罚分高时，结果发生什么变化？ d. 为什么k个连续的空位罚分要小于k个间隔的空位罚分？ 使用PAM250矩阵重复上述过程。 3. 比对结果是否发生变化？ 继续进行这两条序列的局部比对，通过ebi网站的在线工具完成练习，网址：（http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_water/） 4a. RNP1和RNP2是否在局部比对中得到比对？ b. 局部比对的生物学意义是什么？ c. 为什么在这种比对中我们选择局部比对而不是全局比对？ 采用不同的打分参数和其它打分矩阵。 5. 比对结果发生了什么变化？ 实验类型：综合性 必修或选修：必修 使用的主要仪器：可以访问国际互联网的计算机。 三．实验项目名称：序列的点阵分析 实验目的：点阵分析是双序列分析最直观的工具，通过本实验了解点阵分析的原理和方法。 教学基本要求：了解和熟悉点阵分析的原理和参数对分析结果的影响，可以对结果进行解读和解释。 实验内容提要：本实验在如下网址完成： http://myhits.isb-sib.ch/cgi-bin/dotlet 首先学习根据dotlet的在线教程，快速学习其基本使用方法和参数设置。然后进行如下的序列分析。 回答问题：点阵分析的基本原理是什么？ 1. 重复序列 通过点阵分析可以很容易的发现序列中的重复，果蝇的一个蛋白质（索引号码：P24014）中具有几个重复片段，请通过dotlet分析，找到这些序列重复的片段。 SLIT_DROME (P24014):MAAPSRTTLMPPPFRLQLRLLILPILLLLRHDAVHAEPYSGGFGSSAVSSGGLGSVGIHIPGGGVGVITEARCPRVCSCT GLNVDCSHRGLTSVPRKISADVERLELQGNNLTVIYETDFQRLTKLRMLQLTDNQIHTIERNSFQDLVSLERLDISNNVI TTVGRRVFKGAQSLRSLQLDNNQITCLDEHAFKGLVELEILTLNNNNLTSLPHNIFGGLGRLRALRLSDNPFACDCHLSW LSRFLRSATRLAPYTRCQSPSQLKGQNVADLHDQEFKCSGLTEHAPME