BIOINFORMATIKA V PRAXI – CVIČENÍ 3


                            IDENTIFIKACE GENŮ, PROTEINŮ A JEJICH FUNKCE



STUDIJNÍ MATERIÁLY

Studijní materiály předmětu C2130 Úvod do chemoinformatiky a bioinformatiky, přednáška Predikce
genu, Sequence-evolution-function: Computational Approaches in Comparative Genomics.


PRODUKCE BIOINFORMATICKÝCH DAT

Automatické sekvencování  produkuje obrovské množství biologických dat (dlouhé sekvence DNA až celé
genomy).

Produkce „syrových“ biologických dat, nutná identifikace a anotace genů a proteinů.

„Alignment“ na úrovni proteinů je pro určení funkce genů užitečnější než „alignment“ na úrovni DNA.

Určení čtecího rámce, překlad DNA Þ protein, identifikace genu a jeho funkce = základní úkony
v bioinformatice i molekulární biologii.


GENETICKÝ KÓD

ÚKOL 1

Přeložte následující DNA sekvenci do aminokyselinové sekvence s využitím tří čtecích rámců:

??????????




ÚKOL 2

Přeložte následující DNA sekvenci do aminokyselinové sekvence s využitím šesti čtecích rámců:

??????????


PREDIKCE GENŮ A PROTEINŮ U PROKARYOT

Prokaryotické geny jsou nepřerušované úseky DNA mezi startovním kodonem a stop kodonem. Nejčastěji
je genem nejdelší ORF (open reading frame) odpovídající danému úseku DNA. Nejspolehlivějším
ověřením, zda ORF skutečně kóduje protein, je jeho podobnost k již dříve popsanému proteinu
(„alignment“).


ÚKOL 3

Přeložte následující DNA sekvence neznámého organismu do sekvencí aminokyselin pomocí programu
Translate – server ExPassy (http://www.expasy.ch/tools/dna.html). Určete, které geny/proteiny mohou
být těmito sekvencemi kódovány (aplikace BLAST - http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi).


Sekvence 1

??????????


Sekvence 2

??????????


ÚKOL 4

Charakterizujte část genomu neznámého organismu. Přeložte DNA sekvenci do aminokyselinové sekvence
pomocí programu ORF Finder (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html). Určete, které
geny/proteiny mohou být touto sekvencí kódovány.


??????????


PREDIKČNÍ PROGRAMY

Jak predikovat geny, které nemají sekvenční homology? Predikční programy využívají ab initio metody
– predikce na základě statistických parametrů DNA sekvence.


ÚKOL 5

Charakterizujte část genomu pomocí predikčního programu GeneMark (http://exon.gatech.edu/GeneMark).
Určete možnou funkci predikovaných genů/proteinů pomocí aplikace BLAST.


??????????