Ung dung tin hoc trong sinh học

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG SINH HỌC Lê Ngọc Triệu trieuln@dlu.edu.vn 0918564197 TIN HỌC Khái niệm: Khoa học thông tin Chuyên nghiên cứu trình tự động hóa việc tổ chức, lƣu trữ xử lý thông tin hệ thống máy tính Với cách hiểu nay, tin học bao hàm tất nghiên cứu kỹ thuật có liên quan đến việc mô phỏng, biến đổi tái tạo thông tin TIN HỌC Khái niệm: Trong nghĩa thông dụng, tin học bao hàm liên quan đến thiết bị máy tính hay ứng dụng tin học văn phòng Quan hệ tin học với máy tính không khác quan hệ thiên văn học với kính viễn vọng (Edsger Dijkstra) SINH HỌC Khái niệm: Sinh học môn khoa học tự nhiên sống (Biology = bios + logos) Nghiên cứu sống sinh vật, bao gồm cấu trúc, chức năng, sinh trƣởng, phát triển, tiến hóa, phân bố, phân loại hệ thống học SINH HỌC Khái niệm: Sinh học đại lĩnh vực rộng gồm nhiều lĩnh vực ngành khác đƣợc xây dựng dựa nguyên lý riêng Có nguyên lí tạo thành tảng cho sinh học đại: Tế bào đơn vị sống SINH HỌC Khái niệm: Tiến hóa động lực cho việc hình thành loài đa dạng sinh học SINH HỌC Khái niệm: Gene đơn vị di truyền SINH HỌC Khái niệm: Sinh vật tồn đƣợc nhờ hấp thụ chuyển hóa lƣợng cách điều khiển môi trƣờng bên chúng để trì điều kiện sống bền vững (thuyết cân nội môi - homeostasis) Các môn học có mối quan hệ qua lại với nhau, giúp tìm hiểu sống với mức độ, phạm vi khác SINH HỌC Khái niệm: Các hƣớng nghiên cứu sinh học theo Campbell: Hóa học sống SINH HỌC Khái niệm: Các hƣớng nghiên cứu sinh học theo Campbell: Tế bào LÀM THẾ NÀO ĐỂ ĐĂNG TRÌNH TỰ LÊN GENBANK Giao diện Sequin phƣơng pháp giải trình tự Lựa chọn liệu thô hay qua xử lý Lựa chọn phƣơng thức giải trình tự Chƣơng trình version xử lý trình tự Tiếp LÀM THẾ NÀO ĐỂ ĐĂNG TRÌNH TỰ LÊN GENBANK Giao diện Sequin bổ sung thông tin trình tự Tình trạng thông tin trình tự Thông báo trình tự có Hiệu chỉnh trình tự qua file Bổ sung thêm thông tin trình tự Bổ sung thêm nguồn hiệu chỉnh trình tự Tiếp LÀM THẾ NÀO ĐỂ ĐĂNG TRÌNH TỰ LÊN GENBANK Giao diện Sequin bổ sung thông tin tên sinh vật, vị trí trình tự, định dạng gene Vị trí trình tự (Bộ gene nào?) Đƣa tên sinh vật Định dạng mã gene LÀM THẾ NÀO ĐỂ ĐĂNG TRÌNH TỰ LÊN GENBANK Giao diện Sequin bổ sung thông tin cần thiết Lựa chọn loại thông tin bổ sung Chi tiết thông tin Các thông tin có LÀM THẾ NÀO ĐỂ ĐĂNG TRÌNH TỰ LÊN GENBANK Giao diện Sequin kết thô Kèm thêm file để bổ sung thông tin Các thông tin có Kích để bổ sung thông tin LÀM THẾ NÀO ĐỂ ĐĂNG TRÌNH TỰ LÊN GENBANK Lƣu file lại Gửi đến Genbank staff Chờ Sƣớng TIẾP TỤC THỰC HÀNH Xử lý số liệu dạng toán sinh học công cụ data analysis EXCEL Bài 1: Kết chiều cao thông mã vĩ( Pinus massoniana Lamb) đo khu vực X1(trồng chân đồi), X2 (trồng sƣờn đỉnh đồi) Công cụ: GIẢI PHÁP: Chiều cao khu X1 (m) 4.5 4.7 4.9 3.8 3.9 4.3 4.7 4.2 5.3 3.9 5.4 5.3 5.0 Chiều cao khu X2 (m) 3.4 4.2 4.5 4.9 4.6 4.4 3.9 3.0 4.7 3.7 5.0 3.0 3.4 4.1 DÙNG CÔNG CỤ t-test: Paired Two Sample for Means TRONG TOOLS/DATA ANALYSIS Hỏi chiều cao trung bình quần thể thông mã vĩ trồng khu vực khác thổ nhƣỡng có thực khác hay không? Bài 2: Đánh giá ảnh hƣởng thuốc trừ sâu Fenitrothion 50% theo thời gian đến tỷ lệ tử vong cá đuôi cờ có chiều dài thể dƣới 3cm, thu đƣợc kết quả: Hỏi cá chết phụ thuộc vào yếu tố nào? 0.25µg/l 0.5µg/l 1µg/l 1.25µg/l 1.5µg/l 1.8µg/l 24h 1 10 15 20 25 48h 15 30 50 55 96h 10 35 50 60 65 ANOVA - facror không lặp 109 Bài 3: Mật độ trung bình (x 106) Trichoderma phân vi sinh mùa (khô mƣa: mùa lấy mẫu lần đầu mùa, mùa, cuối mùa) từ Công ty (X, Y, Z) thu đƣợc kết sau: X 3.12 Mùa khô yếu tố có3.12 ANOVA lặp 3.25 3.25 Mùa mƣa 3.25 3.38 Y Z 3.36 3.52 3.52 3.52 3.68 3.68 4.8 4.8 5.1 5.1 5.25 5.25 Hãy cho biết mật độ khuẩn có khác theo mùa hay công ty không? Nếu có yếu tố mùa công ty có tƣơng tác với hay không? a= 0,05 110 Bài 4: Số lƣợng cà chua sau tuần GIẢI PHÁP: DÙNG CÔNG CỤ THỐNG KÊ MÔ TẢ TRONG TOOLS/DATA ANALYSIS 11 10 12 10 11 13 12 9 11 12 Thống kê, nêu đặc trƣng liệu BÀI 5: Đƣờng kính vòng khuẩn môi trƣờng nuôi cấy môi trƣờng: A B C D 9.075 8.228 8.591 9.075 8.228 7.986 9.438 5.94 6.93 7.92 7.029 7.326 6.039 7.227 GIẢI PHÁP: 6.496 6.272 6.832 6.72 6.384 DÙNG CÔNG CỤ ANOVA: Single factor 7.686 TOOLS/DATA 7.938 8.19 ANALYSIS 8.064 8.19 7.938 TRONG Đƣờng kính khuẩn lạc có khác môi trƣờng??? BÀI 6: Trồng khoai giống tây với phƣơng thức chăm sóc, thu suất củ Chế độ phân (A) Giống A Giống B GIẢIthức PHÁP: Phƣơng chăm Giống C 15000 8400 8100 DÙNG CÔNG Two factor without 6750 Phƣơng thức chăm CỤ ANOVA: 15000 9800 replication Phƣơng thức chăm 16250 8400 6750 TRONG TOOLS/DATA ANALYSIS Phƣơng thức chăm 18750 9800 8100 Phƣơng thức chăm 13750 10500 7290 Ảnh hƣởng giống chế độ chăm với α = 0,01 THỰC HÀNH KHAI THÁC DỮ LIỆU Câu hỏi 1: Truy cập vào trang web NCBI theo địa sau: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/tools/ Hãy liệt kê nhóm công cụ phân tích nêu tổng quan ý nghĩa nhóm công cụ Gợi ý có nhóm: tools for data mining, tools for sequence analysis, tools for 3-D structure display and similarity searching Trong nhóm công cụ nêu vài công cụ điển hình ý nghĩa chúng Câu hỏi 2: Trong phần Tools trang http://www.ebi.ac.uk/Tools/webservices/ kể tên số công cụ phân tích bản, nêu ý nghĩa chúng? THỰC HÀNH KHAI THÁC DỮ LIỆU Câu hỏi 3: Sử dụng công cụ tìm kiếm, tìm số công cụ phân tích khung đọc mở với từ khóa sau : open reading frame, finding, analysis Hãy viết lại tên địa trang web cung cấp công cụ Truy cập vào trang web NCBI theo địa : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html Copy paste trình tự gene điền số GI gene vào ô trống sau Click vào OrfFind Hãy trả lời câu hỏi sau – Đối với trình tự DNA bất kì, có khung đọc (khung dịch mã)? – Có khung đọc mở với trình tự gene trên? – Hãy giải thích kết phân tích ORF vừa thu đƣợc THỰC HÀNH KHAI THÁC DỮ LIỆU Câu hỏi 4: Sử dụng công cụ tìm kiếm, tìm số công cụ phân tích khung đọc mở với từ khóa sau : Primer design Hãy viết lại tên địa trang web cung cấp công cụ Truy cập vào trang web NCBI theo địa : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/gorf.html Copy paste trình tự gene điền số GI gene vào ô trống sau tìm trình tự mồi thích hợp cho trình tự ... Động vật học Vi sinh Nấm học Giải phẩu học Sinh học phân tử Sinh thái học Sinh lý thực vật Sinh lý động vật Hệ thống học tiến hóa Tài nguyên & Môi trƣờng Tin sinh TIN SINH HỌC Tin sinh học (bioinformatics)... tử Sinh thái học Sinh lý thực vật Sinh lý động vật Hệ thống học tiến hóa Tài nguyên & Môi trƣờng Tin sinh ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG SINH HỌC Sử dụng công cụ, phƣơng tiện tin học lĩnh vực sinh học. .. rõ liệu sinh học Là khoa học liên ngành, tin sinh học tích hợp khoa học máy tính, thống kê, toán kỹ thuật xử lý để phân tích làm sáng tỏ, dịch nghĩa liệu sinh học TIN SINH HỌC Tin sinh học đƣợc