CHUONG III SAP XEP THANG HANG TRINH TU

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA CNSH & KTMT BÀI GIẢNG TIN SINH HỌC HỆ ĐẠI HỌC Chương SẮP XẾP THẲNG HÀNG TRÌNH TỰ (SEQUENCE ALIGNMENT) ThS Nguyễn Thành Luân Email: luannt@cntp.edu.vn NỘI DUNG BÀI HỌC • • • • • • Khái niệm xếp trình tự Tại phải nghiên cứu xếp trình tự? Phân loại PP xếp trình tự Các biểu phương pháp xếp trình tự Các phương pháp so sánh trình tự thơng dụng Ứng dụng xếp trình tự thẳng hàng KHÁI NIỆM • Cách xếp trình tự DNA, RNA hay protein để xác định hay so sánh vùng tương đồng mối quan hệ chức năng, cấu trúc hay tiến hóa trình tự cần nhận biết • Là phương pháp xếp hai nhiều trình tự nhằm đạt giống tối đa KHÁI NIỆM AAGCTGAATT-C-GAA AGGCT-CATTTCTGA- Các trình tự thường nucleotide hay amino acid diễn tả theo hàng với thuật ngữ định Các khoảng trắng (gaps) diễn ký tự tương đồng xác định (thêm vào đi) xếp theo dạng cột Examples OR…??? Biological sequence VÌ SAO PHẢI SẮP XẾP TRÌNH TỰ?? Ứng dụng so sánh nhiều trình tự • • • • • • • • Mở rộng tạo thêm dự đoán tin cậy so với so sánh trình tự theo cặp (pairwise) Dữ liệu dự đoán tốt cho cấu trúc Protein Dự đoán chức amino acid protein phần cịn lại khu vực hoạt hóa Các cách xác định đột biến gây bệnh di truyền Thiết kế chuỗi peptide kháng thể Thiết kế mồi (primer) PCR phổ biến Xác định quan hệ tiến hóa trình tự DNA Mã hóa DNA (DNA Barcode) CÂU HỎI Hãy nêu khác biệt so sánh trình tự theo cặp (pairwise) so sánh nhiều trình tự (multiple alignment) Ứng dụng thực tiễn • • • • • Bệnh tế bào máu hình lưỡi liềm - Sickle Cell Anemia (SCA) Thiết kế peptide kháng thể Thiết kế mồi PCR Mã hóa DNA (DNA Barcoding) Xác định quan hệ tiến hóa lồi Bệnh máu hình lưỡi liềm (SCA - Sickle Cell Anemia) Tế bào hình máu lưỡi liềm Sự di truyền tính trạng SCA Tế bào Hb thường có dạng bánh rán (donut) Tế bào bệnh thường có hình lưỡi liềm Cản trở gây sưng phồng mạch máu, gây chứng đau buốt Gây thiếu máu, mệt mỏi Xét nghiệm bệnh di truyền Thiết kế peptide kháng thể (Ab) Vùng 112 and 125 bp nhằm phân biệt chuột người Ab peptides nhắm vào việc gắn với thrombin chuột người Vùng 140 190 sử dụng để phân biệt chuột từ thrombin người Thiết kế mồi PCR Nhóm gen Thioredoxin từ lồi khác khỉ, khỉ đầu chó, thú mỏ vịt & ếch  Thiết kế mồi oligonuclotide để gắn vùng bảo tồn cao gene thioredoxin Những đoạn mồi tối ưu hóa đoạn gen thioredoxin từ lồi khác lớp bị sát, cá, chim động vật có vú khác DNA Barcode Xác định quan hệ tiến hóa lồi Việc xác định dựa vào sở:  Xác định quan hệ thành viên khác họ gene (Gene duplication)  Xác định gene cá thể lồi khác Xây dựng phát sinh lồi Hình: Mối quan hệ trình tự nhóm Hb liên quan Các nhóm trình tự xếp trước, xa xếp sau Phân tích trình tự thơng qua phát sinh lồi    Sắp xếp trình tự có quan hệ gần trước Sắp xếp nhóm trình tự tương đồng với  so sánh cặp trình tự Theo thứ tự xếp trình tự đến q trình xếp hồn thành Tuy nhiên: – Khơng bảo đảm việc tìm trình tự xếp tối ưu (khơng có PP tối ưu) – Việc xếp trình tự trình tự gần hạn chế phép thống kê CÂU HỎI • Hãy cho biết ứng dụng khác so sánh trình tự theo cặp nhiều trình tự mà anh/chị biết nghiên cứu KẾT THÚC CHƯƠNG III ...  Nhiệm vụ người phân tích Các ma trận tốn học • Được đánh giá cho điểm dựa ma trận thay (Substitution matrix) BLOOSUM PAM Các ma trận toán học: PAM