Clustalx多序列比对-生物信息学.doc

实验三：多条序列比对Clustalx实习目的：了解掌握Clustalx软件的应用，学会做多条序列比对并分析。实习内容：一、ClustalX的使用Clustal是一种利用渐近法（progressive alignment）进行多条序列比对的软件。即从多条序列中最相似（距离最近）的两条序列开始比对，按照各个序列在进化树上的位置，由近及远的将其它序列依次加入到最终的比对结果。1. 准备要比对的序列请查找至少存在于5个物种中的同源序列（核酸或蛋白质皆可），并保存为fasta格式，存为文本文件（所有的序列请粘贴到同一个文本文件中）。选择NM、XM或NP打头的序列，不要选择NC或NW打头的序列，那是全基因组序列。建议关键词：hemoglobin，trypsin, peroxidase, p53, Superoxide Dismutase, h5n1, etc.2. 打开clustalX程序开始菜单程序clustalX2- clustalX23. 载入序列点最上方的File菜单，选择Load Sequence-选择你刚保存的序列文件，点打开。在左侧窗口里是fasta格式序列的标识号，取自序列第一行“”后的字符。注意：ClustalX程序无法识别汉字，无法识别带空位的文件夹名，如 my document。各位同学的序列文件不要保存在桌面上或带汉字的文件夹中，推荐保存在D盘根目录下。4. 比对参数的选择可以对两条序列比对的参数和多条序列比对的参数进行设置。a. 两条序列比对的参数设置点击Alilgnment菜单，选择Alignment Parameters,再选择Pairwise Alignment Parameters。首先可以选择比对的效果，是slow/accurate 还是fast/approximate。第一种模式采用的是动态规划算法进行比对的，第二种模式采用的是启发式的算法。除非序列非常长，一般采用第一种模式。可以选择空位罚分系统，要使用的DNA或蛋白质替换矩阵，也可以自己上传某个替换矩阵进行比对。b. 多条序列比对参数设置点击Alilgnment菜单，选择Alignment Parameters,再选择Multiple Alignment Parameters。5. 更改输出格式点击Alignment菜单，选择Output Format Options。默认的是输出clustal format,如果需要其它格式，可在复选框里打勾。PHYLIP格式是利用PHYLIP软件进行建树时，需要输入的格式。6. 进行比对点击Aliglnment菜单，选择Do Complete Alignment.此时出现一个对话框，提示你比对结果保存的位置，你在上一步选择了多少种输出格式，这里就需要给出多少个文件的路径。选择好了点OK即可。要得到理想的比对结果，你可能需要选择不同的参数，进行多次比对，最后再对各种比对结果进行分析，选择哪个是最合理的结果（the result making biological sense）。比对结束后生成的aln文件是多条序列比对的结果，可以用记事本打开浏览。在某一列比对结果下方如果出现*，说明这列是完全匹配。dnd文件是比对过程中生成的进化树，可以用treeview打开浏览。7. 迭代比对如果序列比对结果不理想，可以采用迭代选项，多次迭代寻找最佳比对结果。点击Alignment菜单，选择iteration,选择iterate each alignment step或iterate final alignment.然后再点击Aliglnment菜单，选择Do Complete Alignment进行比对。8. 概型（Profile）比对模式以上介绍的都是Multiple alignment Mode，ClustalX还提供了一个概型比对模式，在菜单栏下方选择Profile Alignment Mode,可以对两个比对结果（alignment, termed profile here）进行再比对，或将一条序列与一个比对结果（profile）进行比对。二、TreeviewClustalx产生的guide tree(即后缀为dnd文件)，可以通过treeview软件浏览。解压缩并安装treev32.rar文件。双击后缀为dnd文件，选择treeview程序打开即可。作业：1. Clustalx是多条序列比对软件，为什么需要设置两条序列比对的参数？答：Clustal是一种利用渐近法（progressive alignment）进行多条序列比对的软件。即从多条序列中最相似（距离最近）的两条序列开始比对，按照各个序列在进化树上的位置，由近及远的将其它序列依次加入到最终的比对结果，既是采用两两比较后再继续进行比较的方法，所以，需要设置两条序列比对的参数。2. 利用entrez或srs搜索来自于不同物种的同源序列(othologs)，利用clustalX进行比对，给出所选序列简要信息（fasta格式第一行），比对所用的参数，比对过程中产生的guide tree（dnd文件）,并分析比对结果（序列之间相似度关系，保守位点所在位置等）。答：简要信息：gi|23466358|gb|AF349413.3| Danio rerio estrogen receptor beta b mRNA, complete cdsgi|145308317|gb|EF530592.1| Paramisgurnus dabryanus estrogen receptor beta mRNA, partial cdsgi|32186925|gb|AY305027.1| Halichoeres tenuispinis estrogen receptor beta mRNA, complete cdsgi|2073112|dbj|AB003356.1| Anguilla japonica mRNA for estrogen receptor, complete cdsgi|89037528|ref|NW_925528.1| Homo sapiens chromosome 14 genomic contig, alternate assembly (based on Celera), whole genome shotgun sequencegi|30962102|emb|AJ314602.1| Candidia barbatus mRNA for putative estrogen receptorgi|61097789|dbj|AB190290.1| Rutilus rutilus ERb mRNA for estrogen receptor beta, complete cds比对所用参数：Guide tree:比对结果见附表1：附表1：Candidia TATCACTATGGTGTCTGGTCATGTG-AGGGATGCAAGGCT-TTTTTCAAARutilus TATCACTATGGTGTCTGGTCATGTG-AGGGGTGCAAGGCT-TTCTTCAAADanio TATCACTATGGTGTCTGGTCATGTG-AAGGGTGCAAGGCT-TTCTTCAAGParamisgurnus TATCACTACGGGGTGTGGTCATGCG-AGGGGTGCAAGGCT-TTCTTCAAAHalichoeres TATCACTACGGTGTGTGGTCCTGCG-AGGGCTGTAAAGCA-TTTTTCAAGAnguilla TATCACTACGGGGTGTGGTCCTGCG-AAGGCTGCAAGGCC-TTCTTCAAGHomo TA-CACTGAGGGACTGAGCCTGGTGTATATGGCAGCAAGACTGGATGGTGGCTTTGCAGC * * * * * * * * * * * * * * * Candidia -CGGAGCATTCAAGGACACAATGACT-ATATGTG-TCCAGCCACCAACC-Rutilus -CGGAGCATTCAAGGACACAATGACT-ATATTTG-TCCAGCCACCAACC-Danio -CGTAGCATTCAAGGTCACAATGACT-ATATTTG-TCCAGCCACCAACC-Paramisgurnus -CGAAGCATTCAAGGACACAATGACT-ACATTTG-TCCAGCCACCAACC-Halichoeres -AGGAGTATCCAAGGACACAACGACT-ACATCTG-CCCTGCAACAAATC-Anguilla -AGGAGCATCCAAGGGCACAATGGCT-ACATCTG-CCCCGCCACCAACC-Homo AGTCTCCAGAGCATTCCATGAGATCCGGGCTCGAAATCCAGCATTTCAGCCACAAACTTT * * * * * * * * * * * * * * Candidia AGTGCACCATTG-ACAAGAGCCGACGCAAAAGCTG-CCAGGCCTGTCGACTCCGRutilus AGTGCACTATTG-ACAAGAGCCGACGCAAGAGCTG-CCAGGCCTGTCGACTCCGDanio AGTGCACTATTG-ACAAGAGCAGACGCAAGAGCTG-TCAGGCCTGTCGACTCCGParamisgurnus AGTGCACCATCG-ACAAGAGTCGTCGTAAGAGCTG-TCAGGCCTGTCGATTCCGHalichoeres AATGCACTATCG-ACAAGAACCGGCGTAAGAGCTG-CCAAGCCTGCCGCCTACGAnguilla AGTGCACCATCG-ACAAGAACCGGCGCAAGAGCTG-CCAGGCCTGCCGACTCCGHomo GATGGACTTTGGCTCAGGTACTGGTTCTGTCACCTGGGCTGCTCACAGTATTTGGGGCCA * * * * * * * * * * * * Candidia CAAGTGCTATGAA-ATGGGCATGATGAAGTGTGGTGTGAGGCGGG-AACGCTGCARutilus CAAGTGCTATGAA-ACAGGCATGATGAAGTGTGGTGTGAGGCGGG-AACGCTGCADanio CAAGTGCTATGAA-GTGGACATGATGAAGTGTGGTGTGAGGAGGG-AGCGCTGCAParamisgurnus CAAGTGCTATGAA-GTGGGCATGATGAAGTGTGGTGTGAGGCGAG-AACGGTGCAHalichoeres TAAATGCTACGAA-GTGGGCATGATGAAATGTGGTGTAAGACGTG-AACGCTGCAAnguilla CAAGTGCTACGAA-GTGGGCATGATGAAGTGTGGTGTGAGACGGG-AGCGTTGTAHomo GAGCCTACGTGAATATATGTGTGTGGACAGATCAGCTGCCATGTTGGTTTTGGCAGAAAA * * * * * * * * * * *Candidia 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