Фонд оценочных средств по дисциплине «Базы данных и основные методы биоинформатики» (стр. 3 )

Далее вставляем нужные нам последовательности BLAST, жмем одноименную клавишу, программа начинает сравнение:

Задание 2. Используя NCBI BLAST выясните, каким организмам они принадлежат и какие белки они кодируют. Ознакомьтесь с описанием гена в GenBank и сохраните его для отчёта (текстовые файлы можно получить у преподавателя или отсканировать и распознать изображение самостоятельно).

a.  CTTTCTCTCTTCTCTGGGCCTCCCCCAGCTCATCATGGCTCTCTGGATCCGATCACTGCCTCTTCTGGCTCTCCTTGTCTTTTCTGGCCCTGGAACCAGCTATGCAGCTGCCAACCAGCACCTCTGTGGCTCCCACTTGGTGGAGGCTCTCTACCTGGTGTGTGGAGAGCGTGGCTTCTTCTACTCCCCCAAAGCCCGACGGGATGTCGAGCAGCCCCTAGTGAGCAGTCCCTTGCGTGGCGAGGCAGGAGTGCTGCCTTTCCAGCAGGAGGAATACGAGAAAGTCAAGCGAGGGATTGTTGAGCAATGCTGCCATAACACGTGTTCCCTCTACCAACTGGAGAACTACTGCAACTAGCCAAGAAGCCGGAAGCGGGCACAGACATACACTTACTCTATCGCACCTTCAAAGCATTTGAATAAACCTTGTTGGTCTACTGGAAGACTTGTGCC

b.  GCCCTGCTCGTCCTCTGGGAGCCCAAGCCTGCTCAGCCTTTTGTCAAACAGCACCTTTGTGGTCCTCACCTGGTGGAGGCTCTGTACCTGGTGTGTCGGGAACGTGGTTTCTTCTACACACCCAACTCCCGTCCTGAACTGACGACCCGCAAGTGCCAACTGGAGCTGGCTGCTCCAGGCCCGGACGCCGGGGATCTTCAGACCTGGGCACTGGAGGTTGCCCGGCAGAAGCGTCGAATTGTGGATCAGTGCTGCACCAGCATCTGCACCCTCTACCAACTGGAGAACTACTGCAACTGAGTTCAATCAATTCCCGATCCACCCCTCTGCAATGAATAAAGCCTTTGATGAGC

c.  GCTCATTAACGTTTCGCTTGGCTAAGTGCGCACCTCGTCACTGAAACCAGTTAGCAAAAGAAATTTTTGTTCAAGCTTAAACCGATACCTACGTCACTATTCGATCATTTTGAATGCAAATTATTCCCAGATTAATAAACTAGGTCGCCATCCGTGGCGCTGCCGCCGGGCTGCGGACCCGTACTTTCGACGGAAAATATCGGGACCATTTTCATAAACGATCTATGATACAGTTTTAAAACACTTTAACGCTTTCCATCGTGCACACTTAAAACAAAACTCATAAAGTGAAAGTTCATATCCTGGCAAGTAAAAAGTGATAAATGTTAAAACGTCTGAAGTGATAGTCTGGAGTTTGATTACCAGGTGAAGAAGATAATATATATGGGATGTACAAAGTTGGCAACGAAGCCCCCCTTCTAACAACAATGAAAAAGGGAGTAATCCTACTTTCTCACTTTCAATAATAAACATACGCACGTCAGCCACCGTCGAAGTCTCCAACGCCGCATTAAAAATAATTAATTATGATGCTAACAACTGAACACATAATGCATGGGCATCCCCACTCGTCAGTCGGGCAGAGTACTCTATTTGGGTGCTCCACGGCGGGCCATAGCGGAATAAATCAGCTGGGCGGCGTATATGTTAATGGCCGGCCACTGCCCGATTCAACGCGTCAAAAAATTGTCGAATTGGCTCATTCCGGCGCACGTCCTTGTGATATTTCAAGAATACTACAAGTGTCCAACGGTTGCGTAAGCAAAATTTTGGGCAGATATTATGAAACTGGATCGATAAAACCTCGAGCTATAGGTGGTTCAAAGCCACGAGTAGCTACAACCCCGGTTGTGCAAAAAATTGCAGATTACAAACGGGAATGTCCCAGCATATTTGCGTGGGAAATACGAGATCGACTGCTATCGGAACAAGTTTGCAATAGTGATAACATTCCAAGTGTTTCATCTATTAATCGAGTCTTACGTAACCTGGCCTCACAAAAGGAGCAGCAAGCTCAGCAACAAAACGAATCCGTTTATGAAAAGCTTCGCATGTTTAATGGCCAAACGGGCGGATGGGCATGGTATCCAAGCAATACAACGACGGCACATTTGACGCTACCACCAGCAGCTTCCGTTGTGACATCTCCTGCAAATTTATCAGGACAGGCCGATCGGGATGATGTTCAAAAAAGAGAATTACAATTTTCAGTAGAAGTTTCGCATACAAACTCTCACGATAGTACATCGGATGGAAACTCTGAACATAATTCATCCGGGGACGAAGACTCTCAAATGCGGTTGCGCCTAAAAAGGAAGTTACAGCGCAATCGGACATCATTTTCTAATGAGCAAATTGACAGTCTTGAAAAAGAATTTGAAAGAACACATTATCCCGATGTTTTTGCGCGAGAAAGGCTTGCTGATAAAATTGGTTTGCCAGAGGCACGTATTCAGGTTTGGTTTTCAAACCGACGAGCTAAATGGCGCCGAGAAGAAAAAATGCGAACTCAGAGACGATCGGCCGATACCGTGGACGGCAGTGGTCGAACCAGCACGGCAAATAATCCTTCAGGAACAACTGCATCTTCCTCCGTCGCAACGTCAAACAACTCGACTCCAGGGATTGTGAACTCAGCAATCAACGTTGCGGAACGAACATCATCTGCATTAGTTAGTAATAGCCTTCCCGAGGCTTCAAATGGACCAACTGTTTTGGGTGGTGAAGCTAATACTACACACACCAGCTCTGAAAGCCCACCCCTTCAGCCAGCGGCACCGCGGCTACCCTTAAATTCTGGATTCAACACCATGTACTCATCTATTCCACAACCGATTGCAACGATGGCTGAAAATTACAACTCCTCATTAGGATCAATGACCCCGTCATGCTTACAACAACGCGATGCCTATCCTTACATGTTTCACGATCCGTTATCACTAGGATCTCCCTATGTGTCAGCCCACCATCGAAACACAGCTTGCAACCCCTCAGCTGCGCACCAACAGCCCCCTCAGCATGGCGTTTATACCAATAGTTCTCCAATGCCATCATCAAACACAGGTGTCATTTCTGCGGGCGTTTCGGTGCCTGTCCAGATTTCAACGCAAAATGTATCTGACCTAACGGGAAGCAATTACTGGCCACGTCTTCAGTGATCGTCAATCTTTGGCTCACCATTAGATCATTTGTCAAAGGCGACTGCCGCTGCAATCATTGCCGCACAAGCAGCTGAGAAAAGCCATAAACACCGAAAAGAGCATTCAATTGTTAGTATACACACCAC

d.  GACACACACACACACACACACACACACACACACACACACACAGAGAGAGAGAGAATCCCTCCCAGCATTGGTCATCCGCCCCCCCACCCAGGCTTCCACTCCCCCTCCCCTCTTATCTCCCCTGGCTTCCCCTCCTCTCGGGCGCTGCGAAAAGCAGCCGCACTTAGTCAACAAATGGCACGTGGGAGAAGTTGGAATCTGAGAATTGCTCTCACACACCAACCCAGCAACATCCGTGGAGAAAACTCTCACCAGCAACTCCTTTAAAACACCGTCATTTCAAACCATTGTGGTCTTCAAGCAACAACAGCAGCACAAAAAACCCCAACCAAACAAAACTCTTGACAGAAGCTGTGACAACCAGAAAGGATGCCTCATAAAGGGGGAAGACTTTAACTAGGGGCGCGCAGATGTGTGAGGCCTTTTATTGTGAGAGTGGACAGACATCCGAGATTTCAGAGCCCCATATTCGAGCCCCGTGGAATCCCGCGGCCCCCAGCCAGAGCCAGCATGCAGAACAGTCACAGCGGAGTGAATCAGCTCGGTGGTGTCTTTGTCAACGGGCGGCCACTGCCGGACTCCACCCGGCAGAAGATTGTAGAGCTAGCTCACAGCGGGGCCCGGCCGTGCGACATTTCCCGAATTCTGCAGACCCATGCAGATGCAAAAGTCCAAGTGCTGGACAATCAAAACGTGTCCAACGGATGTGTGAGTAAAATTCTGGGCAGGTATTACGAGACTGGCTCCATCAGACCCAGGGCAATCGGTGGTAGTAAACCGAGAGTAGCGACTCCAGAAGTTGTAAGCAAAATAGCCCAGTATAAGCGGGAGTGCCCGTCCATCTTTGCTTGGGAAATCCGAGACAGATTACTGTCCGAGGGGGTCTGTACCAACGATAACATACCAAGCGTGTCATCAATAAACAGAGTTCTTCGCAACCTGGCTAGCGAAAAGCAACAGATGGGCGCAGACGGCATGTATGATAAACTAAGGATGTTGAACGGGCAGACCGGAAGCTGGGGCACCCGCCCTGGTTGGTATCCGGGGACTTCGGTGCCAGGGCAACCTACGCAAGATGGCTGCCAGCAACAGGAAGGAGGGGGAGAGAATACCAACTCCATCAGTTCCAACGGAGAAGATTCAGATGAGGCTCAAATGCGACTTCAGCTGAAGCGGAAGCTGCAAAGAAATAGAACATCCTTTACCCAAGAGCAAATTGAGGCCCTGGAGAAAGAGTTTGAGAGAACCCATTATCCAGATGTGTTTGCCCGAGAAAGACTAGCAGCCAAAATAGATCTACCTGAAGCAAGAATACAGGTATGGTTTTCTAATCGAAGGGCCAAATGGAGAAGAGAAGAAAAACTGAGGAATCAGAGAAGACAGGCCAGCAACACACCTAGTCATATTCCTATCAGCAGTAGTTTCAGCACCAGTGTCTACCAACCAATTCCACAACCCACCACACCGGTTTCCTCCTTCACATCTGGCTCCATGTTGGGCCGAACAGACACAGCCCTCACAAACACCTACAGCGCTCTGCCGCCTATGCCCAGCTTCACCATGGCAAATAACCTGCCTATGCAACCCCCAGTCCCCAGCCAGACCTCCTCATACTCCTGCATGCTGCCCACCAGCCCTTCGGTGAATGGGCGGAGTTATGATACCTACACCCCCCCACATATGCAGACACACATGAACAGTCAGCCAATGGGCACCTCGGGCACCACTTCAACAGGACTCATTTCCCCTGGTGTGTCAGTTCCAGTTCAAGTTCCCGGAAGTGAACCTGATATGTCTCAATACTGGCCAAGATTACAGTAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAGGAAAGGAAATATTGTGTTAATTCAGTCAGTGACTATGGGGACACAACAGTTGAGCTTTCAGGAAAGAAAGAAAAATGGCTGTTAGAGCCGCTTCAGTTCTACAATTGTGTCCTGTATTGTACCACTGGGGAAGGAATGGACTTGAAACAAGGACCTTTGTATACAGAAGGCACGATATCAGTTGGAACAAATCTTCATTTTGGTATCCAAACTTTTATTCATTTTGGTGTATTATTTGTAAATGGGCATTTGTATGTTATAATGAAAAAAAGAACAATGTAGACTGGATGGATGTTTGATCTGTGTTGGTCATGAAGTTGTTTTTTTTTTTTTAAAAAGAAAACCATGATCAACAAGCTTTGCCACGAATTTAAGAGTTTTATCAAGATATATCGAATACTTCTACCCATCTGTTCATAGTTTATGGACTGATGTTCCAAGTTTGTATCATTCCTTTGCATATAATTAAACCTGGAACAACATGCACTAGATTTATGTCAGAAATATCTGTTGGTTTTCCAAAGGTTGTTAACAGATGAAGTTTATGTGCAAAAAAGGGTAAGATATAAATTCAAGGAAGAAAAAAAGTTGATAGCTAAAAGGTAGAGTGTGTCTTCGATATAATCCAATTTGTTTTATGTCAAAATGTAAGTATTTGTCTTCCCTAGAAATCCTCAGAATGATTTCTATAATAAAGTTAATTTCATTT

Задание 3. Используя NCBI BLAST, сравните попарно две гомологичные последовательности (a – b, c – d) между собой. Просмотрите результат и опишите разницу (отсутствующие фрагменты цепочек, точечные мутации и т. п.) в отчете.

3.2.5. – Базы данных белков и белковые последовательности ((ОПК-8 В.1))

Задание 1. Выполняя задания 2 и 3 предыдущей темы, вы установили, какой белок кодируется нуклеотидными последовательностями a, b, c, d. Найдите в SwissProt описания соответствующих белков, затем сравните их аминокислотные последовательности и опишите различия так же, как в этих заданиях.

Задание 2. Используя сведения, содержащиеся в банке данных UniProtKB, составьте подробное описание следующих биологических молекул: matrix metalloproteinase-1, matrix metalloproteinase-10, matrix metalloproteinase-12, matrix metalloproteinase-13, matrix metalloproteinase-3, matrix metalloproteinase-9, interleukin-1 receptor type 1, interleukin-6, interleukin-8, interleukin-17 alpha, interleukin-4 receptor. В качестве первого организма выберите человека, в качестве второго – выберите лабораторное животное, для которого имеются аннотации все перечисленных белков.

Задание 3. Выясните, какой белок, и какого организма кодирует следующая последовательность:

a.  MALWTRLVPLLALLALWAPAPAHAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKARREVEGPQVGALELAGGPGAGGLEGPPQKRGIVEQCCAGVCSLYQLENYCN

b.  NRGETGPAGPRGPAGPAGSSGKDGVGGLPGPIGPPSPRGRTGDIGPAGPPGTPGPPGPPGPPGGGFDFSFVAQPSQEKAPDPFRHYRADDANVARDRDLEVDTTLKSLSQQIENIRSPEGTKKDPARSCRDLKMCHPEWKSGEYFVDPNQGCTLDAVKVYCNMETGETCVYPTQANIPQKNWYTSKNAKDKKHVWFGETMSDGFQFEYGGEGSDAADVNIQLTFLRLMATEASQNITYHCKNSIAYMDQQAGNLKKALLLQGSNEIEIRAEGNSRFTYSVTEDGYTRHTGAWGKTVIDYKTTKTSRLPIIDIAPMDVGAPDQEFGIDVGP

c.  MSTESMIRDVELAEEALAKKAGGPQGSRRCLCLSLFSFLLVAGATTLFCLLHFEVIGPQKEEFPAGPLSINPLAQGLRSSSQTSDKPVAHVVANVKAEGQLQWQSGYANALLANGVKLKDNQLVVPTDGLYLIYSQVLFRGQGCPSTNVFLTHTISRIAVSYQTKVNLLSAIKSPCQRETPEGAEAKPWYEPIYLGGVFQLEKDDRLSAEINLPDYLDFAESGQVYFGIIAL

3.2.6. – Банк трехмерной структуры белка PDB и программа RASMOL ((ОПК-8 В.1))

Задание 1. Используя сведения, содержащиеся в банке PDB, попробуйте найти 3D структуры следующих белков: коллагена II типа человека, фибриногена человека, рецептора интерлейкина-1 крысы, аланил-аминотрансферазы крысы, аспартат-аминотрансферазы крысы, нитроксидсинтазы 3 человека. В случае наличия субъединиц или димерных молекул попробуйте воспроизвести эти структур по-отдельности, и скопировать их в протокол.

Создание 3D моделей. RasMol.

Далее хотелось бы показать, как создаются 3D модели и познакомиться с программами, которые используются для этого. Конец XX и первое десятилетие XXI века принесли лавинообразное увеличение количества исследованных биополимеров. Тому способствовали изменения, в основном биохимических, методов исследования, в результате чего выявлены миллионы последовательностей. Между ними и знаниями о функциях этих белков возник определенный разрыв. Иными словами, мы знаем, каков набор и порядок аминокислот в цепи этого белка, и что этот белок умеет, но не до конца не понимаем, как ЭТА структура обеспечивает ЭТУ функцию. На этом пути практически неизбежен этап воспроизведения трехмерной структуры полимера.

Основные этапы расшифровки 3D структуры биополимеров блестяще изложен в лекции С. А. Спирина и А. Б. Рахманиновой (МГУ, 2010). Общая схема из нее и краткое изложение правил работы с программой RasMol приведены ниже.

Задание 2. Зайдите на учебный сайт факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М. В. Ломоносова http://kodomo. fbb. msu. ru, где в разделе биоинформатика отыщите лекцию С. А. Спирина и А. Б. Рахманиновой. Повторите вслед за ними поиск трехмерной структуры молекулы, приведенной в лекции в качестве примера.