生物信息学大实验实验指导

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1、生物信息学大实验生物信息学大实验实验指导适用专业：生物信息学生物与制药大类编写：解增言生物信息学院2014年4月41生物信息学大实验目录实验1基因组序列组装（软件CAP3的使用）3实验2基因组序列组装（软件velvet的使用）7实验3原核生物基因识别（软件Glimmer的使用）9实验4真核生物基因识别（软件GlimmerM的使用）17实验5HAP3基因家族的多序列比对分析（软件ClustalX与ClustalW的使用）25实验6HAP3基因家族的分子进化分析（软件PHYLIP和MEGA的使用）28实验7HAP3基因家族的

2、分子进化分析（软件MrBayes的使用）33实验8HAP3蛋白的结构分析（软件RasMol的使用）4241生物信息学大实验实验1基因组序列组装（软件CAP3的使用）一、实验目的1．了解基因组测序原理和主要策略；2．掌握CAP3序列组装软件的使用方法。二、实验原理基因组测序常用的两种策略是克隆法（clone-basedstrategy）和全基因组鸟枪法（wholegenomeshotgunmethod）。克隆法先将基因组DNA打成大的片段，连到载体上，构建DNA文库；再对每一个大片段（克隆）打碎测序。序列组装时先组装成克隆

3、，再组装成染色体。克隆测序法的好处在于序列组装时可以利用已经定位的大片段克隆,所以序列组装起来较容易,但是需要前期建立基因组物理图谱,耗资大,测序周期长。全基因组鸟枪法测序无需构建各类复杂的物理图谱和遗传图谱，采用最经济有效的实验设计方案，直接将整个基因组打成不同大小的DNA片段构建Shotgun文库，再用传统Sanger测序法或Solexa等新一代测序技术对文库进行随机测序。最后运用生物信息学方法将测序片段拼接成全基因组序列。该方法具有高通量、低成本优势。序列组装时，先把把单条序列（read）组装成叠连群（contig

4、）、再把叠连群组装成“支架”（scaffold），最后组装成染色体。本实验将练习在Linux环境下用CAP3软件组装流感病毒基因组。1．CAP3序列组装程序简介HuangXiaoqiu.和Madan，A.开发的一套用于序列拼接的软件，此软件适用于小的数据集或EST拼接，它有如下特征：1.应用正反向信息更正拼接错误、连接contigs。2.在序列拼接中应用reads的质量信息。3.自动截去reads5`端、3`端的低质量区。4.产生Consed程序可读的ace格式拼接结果文件。5.CAP3能用于Staden软件包的中的GA

5、P4软件。2．下载此软件可以免费下载，下载地址：http：//seq.cs.iastate.edu/download.html。填写基本信息表格，即可下载。CAP3详细参考文档可见：http：//genome.cs.mtu.edu/sas.html。3．安装（1）上传cap3的压缩包到本地linux/unix运算服务器；（2）解压缩：      bash-2.05b$tarxvfcap3.tar      CAP3/41生物信息学大实验      CAP3/README      CAP3/cap3      CAP3/

6、doc      CAP3/aceform      CAP3/formcon（3）查看解压缩后的文件：      bash-2.05b$ls–l      total240      -rwxr-xr-x   1soft bgi      25844Sep2  2002formcon*      -rwxr-xr-x   1soft bgi     169836Sep2  2002cap3*      -rw-r-----   1soft bgi        513Aug22 2002README      -rw-

7、------   1soft bgi      18448Aug22 2002aceform      -rw-r-----   1soft bgi      18922Jun21 2002doc4.使用程序运行命令行：cap3 [options]>cap3.out5．输入：输入序列是普通的FASTA格式，如果序列文件名为“xyz”，则质量文件应命名为“xyz.qual”，约束文件应命名为“xyz.con”。在命令行中只需输入序列文件，程序会自动在相应的目录中寻找相应的质量文

8、件和约束文件。“xyz”格式如下：>Sequence1ACGTGCGCGATCGCCTGCTAGGCGTACGTCGCAGGCGATCGATGTGCTAGATCAGATGACA>Sequence2GGGCTAGATTAGCACCACATACATCGCTCA“xyz.qual”格式如下：>R16 8 8 8151717