生物信息学实验教学大纲

生物信息学实验教学大纲

纪律要求

1、上课之前由班长把关进入，不要放其他人员入内。

2、进入机房不得随便走动喧哗，有问题请举手。

3、一人一台电脑，用自己的帐号和密码上网。

4、不得上与上课内容无关的网站，不可进行网络聊天及听歌。

5、按时完成上课内容，在下次上课前提交实验报告。

6、自备U盘将有关软件带好。

实验一生物信息数据库信息检索

一、实验内容

1、了解NCBI、DDBJ、EMBL上网的方法自学各网站相关介绍。

2、了解北大生物信息学中心等几大中文生物信息学网站。

3、了解一些生物论坛中有关生物信息学的部分。如：Biooo和Bioon。

4、利用NCBI的Entrenz查询系统和EBI的SRS检索文献和核酸或蛋白质序列。

（phyA）并对照所学复习各字段的含义。

5、将所得记录的ID或Accession记录下来备用。

二、作业

1、记录相关网站及论坛网址（或如何查询到该网址的方法）。

2、找到编码拟南芥（arabidopsis）phyA（光敏色素A）蛋白的核酸序列编号。

并记录查找过程。

3、使用pubmed检查关键词phyA，记录检索出的条目数目。

实验二核酸及蛋白质序列的比对

一、实验内容

利用检索出的蛋白质和核酸序列进行序列比对并进行分子进化树分析。

二、实验步骤

1、键入上次实验获得的phyA的核酸序列编号（NM_100828），获得核酸及蛋白

质序列。利用blastx程序寻找与phyA蛋白质序列相似性的序列→选择下列序列：sorghum propinquum（高粱）；zea mays（玉米）；oat（燕麦）；potato （马铃薯）；arabidopsis thaliana（拟南芥）；cyrtosia septentrionalis（血红肉果兰）→点击get select sequence按钮显示序列为纯文本格式文件→分别命名为各自的文件名保存在本地电脑上备用。

2、在数字基因网/找到dnaman及clustalx软件安装并进

行多序列比对及分子进化树分析。

3、利用ebi上提供多序列比对工具再作一次比对/clustalw/。

4、选作核酸序列的比对。

5、打开ncbi主页点击BLAST→学习网页左侧的BLAST FAQS及program guide

三、作业

1、绘制分子进化树，并标明各个物种phyA蛋白之间的序列相似性。

2、根据你所学生物分类的知识，试解释该分子进化树的合理性。

3、找出一条可能的保守序列（多条蛋白共同的氨基酸序列）。

实验三核酸序列分析（一）

一、实验内容

1、使用DNAMAN进行核酸基本信息分析

2、利用Internet中的资源对测序的核酸序列进行载体序列的识别与去除

3、核酸序列的电子延伸及电子表达谱分析

二、实验步骤

1、打开DNAMAN→新建文件→将phyA（NM_100828）的核酸序列复制到新建

文件中→全选该序列→点击载入序列图标→点击“序列”菜单选择“显示序列”分析phyA核酸序列的基本信息。

2、登陆NCBI→点击BLAST→选择special中的Screen for vector contamination

(VecScreen) →点击网页左侧的VecScreen下的Example查看结果。自己任意提交一段核酸序列进行实验。

3、利用blastn程序，将phyA（NM_100828）的核酸序列复制到SEARCH中（注

意是FASTA格式）→选择数据库“EST”进行序列同源性检索。选择同源性比分最高的一条EST序列，点击右边的字母“U”得到相应的UniGene编号，点击该编号的链接在其中①记录cDNA sources字段中的单词，即作电子表达谱分析。②将参与形成UniGene Cluster的所有核酸序列下载到本地，利用DNAMAN软件进行组装，形成较长的新生序列。

三、作业

1、记录拟南芥phyA序列的序列组成

2、在VecScreen数据库中现有多少条载体序列的记录？

3、记录拟南芥phyA序列的电子表达谱分析结果和参与形成UniGene Cluster的

EST序列的条目数目。

实验四核酸序列分析（二）

一、实验内容

1、ORF分析

2、PCR引物设计

3、利用sequin软件练习序列提交

4、核酸序列的电子基因定位

二、实验步骤

1、登陆NCBI→选择ORF Finder→输入待分析序列（拟南芥phyA）的Accession

号（NM_100828）或序列进行分析。

2、以拟南芥phyA序列为模板，利用“Premier 5”软件进行PCR引物设计，对

照所学知识对引物进行分析。

3、操作sequin软件练习提交拟南芥phyA序列（选作）。

4、直接利用基因组序列定位A、将待分析序列（phyA）进行对基因组（plants

链接中的arabidopsis）数据库的同源性检索（可以直接输入NM_100828即可）。

B、得到确定基因组序列后点击“Genome View”观察其基因组结构。

C、点击

用红色标记所指示的染色体列表中选择所对应的染色体及区域。

三、作业

1、记录拟南芥phyA序列最长的ORF的起止区间。

2、记录得分最高的一对引物的碱基组成。

3、通过核酸序列的电子基因定位，phyA基因位于拟南芥的那条染色体上？

实验五未知蛋白质序列的功能预测

一、实验内容

已知一段蛋白质序列MEILCEDNTSLSSIPNSLMQVDGDSGLYRNDFNSRDANSSDASNWTIDGEN RTNLSFEGYLPPTCLSILHLQEKNWSALLTAVVIILTIAGNILVIMAVSLEKKL QNATNYFLMSLAIADMLLGFLVMPVSMLTILYGYRWPLPSKLCAVWIYLDVL FSTASIMHLCAISLDRYVAIQNPIHHSRFNSRTKAFLKIIAVWTISVGVSMPIPV FGLQDDSKVFKQGSCLLADDNFVLIGSFVAFFIPLTIMVITYFLTIKSLQKEAT LCVSDLSTRAKLASFSFLPQSSLSSEKLFQRSIHREPGSYTGRRTMQSISN EQKACKVLGIVFFLFVVMWCPFFITNIMAVICKESCNEHVIGALLNVFVWIGY LSSAVNPLVYTLFNKTYRSAFSRYIQCQYKENRKPLQLILVNTIPALAYKSSQ LQAGQNKDSKEDAEPTDNDCSMVTLGKQQSEETCTDNINTVNEKVSCV

请对其功能进行预测：

1、检查其基本属性及跨膜螺旋。

2、利用BLASTp程序检索高同源序列。并比较结果。

二、实验步骤

1、利用DNAman软件进行跨膜螺旋分析。

2、浏览SWISSPROT网站并利用PROSITE数据库对该蛋白质的功能进行预测。