Браузер для генома п. Лисий Нос 7 ноября 2013 Симонов Сергей Александрович к.ф.-м.н. Центр Геномной Биоинформатики им Ф. Добржанского, СпБГУ. - презентация

1 Браузер для генома п. Лисий Нос 7 ноября 2013 Симонов Сергей Александрович к.ф.-м.н. Центр Геномной Биоинформатики им Ф. Добржанского, СпБГУ

2 Карта современной науки (РР ноябрь 2013)

3 План Биоинформатика Геном – протеом Элементы генома Визуализация генома

4 Биоинформатика

5 10 12 клеток В каждой клетке – Геном длиной 3.2*10 9

6

7

8

9

10

11 Азбука Морзе

12 Коды Хаффмена (префиксные)

13 A=1, C=2, G=3, T=4

14 a 1 x 1 +a 2 x 2 +…a n x n =b, n=3.2*10 9

15 A=A(до); c=B(ре); g=C(ми); t=D(фа) 15

16 Зачем? Не знаешь функцию – изучай структуру

17 Примеры элементов в геноме Повторы 50% Гены 1-4% Экзоны Интроны Эндоретровирусы 0.0… % SNP, SNV, Metilated site … 0.00… %

18 Как «читают» геном? Берут образец Выделяют ДНК Режут на фрагменты Секвенируют, получая риды (reads) Сибирают риды в контиги, скафолды, хромосомы, геном

19

20 Есть исходный геном (reference) Что в нем можно закодировать? 4 типа нуклеотида 20 аминокислот Генетический код основан на триплетах – т.н. Кодонах Есть Старт-кодон и три стоп кодона.

21

22 Т.о. Можно видеть, что код неоднозначный. То же самое для большинства геномных элементов – «похоже», но не тождественно! Около белков в базе данных.

23 Как сравнивать последовательности? Локально. Алгоритм Смита-Ватермана. Динамическое программирование Глобально. Алгоритм Нудельмана-Вунша Эвристика - БЛАСТ

24

25 Сколько вычислений? 10 9 мега гига пета экса Производительность суперкомпьютеров на уровне пета. К 2016 ожидается превышение экса

26 Вирусы

27

28 Структура вируса

29 Итак. С помощью алгоритмов выравнивания можно находить: Повторы Белки Вирусы СНИПы Другие элементы

30 Несколько ссылок про геномные элементы огромная база данных с генетической информацией - открытый для всех геномный браузер - мой геномный браузер

31 Как увидеть цельную картину и сохранить возможность пристального взгляда? Браузер – как средство «поглазеть»… Посмотреть в интернете (IE, FireFox, Chrome, Safari, etc Увидеть геном (NCBI, Ensembl, UCSC, Gbrowse, Jbrowse etc).

32

33

34

35 СПАСИБО Симонов Сергей Александрович к.ф.-м.н. Центр Геномной Биоинформатики им Ф. Добржанского, СпБГУ