上机课件多序列比对与分子进化分析.ppt

1、上机三多序列比对与分子进化分析,教学目标,了解： 多序列比对的主要方法 基因组进化的意义 理解： 渐进算法的基本原理 系统发育树的构建步骤 掌握： 使用CLustalX、 MUSCLE进行多序列比对 使用MEGA构建系统发育树,资料准备与实验内容,资料下载地址： 下载“上机三_多序列比对与分子进化分析.rar” 资料内容： 多序列比对软件 ClustalX: clustalx-2.1-win.msi 多序列比对软件 muscle: muscle3.6 指导树查看软件TreeView: TreeView 进化分析软件 MEGA4：MEGA4_setup.exe

2、MEGA使用说明：MEGA4.1使用指南.pdf 超级文本编辑器UltraEdit32：UltraEdit-32 来自21个物种的血红蛋白家族序列：HBA.fasta 来自13个物种的酪蛋白家族序列：CASA1.fasta,实验内容,1. 蛋白质家族数据库Pfam的使用 2. 使用ClustalX对血红蛋白alpha亚基家族序列HBA.fasta （HBA）进行多序列比对 3. 使用Muscle对对血红蛋白alpha亚基家族序列HBA.fasta （HBA）进行多序列比对 4.使用MEGA4 ，构建血红蛋白alpha亚基家族HBA （21个物种）的系统发育树,安装程序,安装ClustalX程序

3、 看看程序安装到了何处？ 安装指导树显示程序TreeView 解压缩Muscle程序到本地磁盘， 如E:muscle3.6 绿色软件，不用安装耶！ 安装MEGA软件，MEGA4_setup.exe,查看序列文件,使用UltraEdit查看HBA.fasta文件： 21条血红蛋白alpha亚基（HBA）数据 序列为fasta格式 各序列的物种来源如下：,操作一：蛋白质家族数据库Pfam的使用,Pfam网址：/,Question,有一条蛋白质序列如下： MKWVWALLLLAALGSGRAERDCRVSSFRVKENFDKARFSGTWYAMAKKDPE

4、GLFLQDNIV AEFSVDETGQMSATAKGRVRLLNNWDVCADMVGTFTDTEDPAKFKMKYWGVASFLQKGND DHWIVDTDYDTYAVQYSCRLLNLDGTCADSYSFVFSRDPNGLPPEAQKIVRQRQEELCLA RQYRLIVHNGYCDGRSERNLL,利用Pfam的搜索功能，回答： 该序列属于哪个家族？该家族在Pfam中的编号是什么？ 该家族共同含有哪一个结构域？,进行序列搜索,输入序列,进行检索,在Pfam中进行序列检索,检索结果,可以看出输入的序列含有一个结构域Lipocalin，属于Lipocalin家族,点击这里查看Lipocal

5、in家族的详细信息,Lipocalin家族在Pfam中的编号是PF00061,操作二：使用ClustalX进行多序列比对,实验目的： 理解渐进算法比对原理，熟悉和掌握ClustalX的使用和比对结果分析。 实验内容： 使用ClastalX对血红蛋白alpha亚基家族序列HBA.fasta （HBA）进行多序列比对,操作步骤：,1、输入序列文件 2、设定比对参数 3、进行比对 4、分析结果 5、使用TreeView查看指导树文件,Use your mind!,独立思考，完成上述多序列比对任务 如果遇到困难，可参考接下来的使用指导。,导入序列文件,“File” “Load Sequence”,注意

6、：序列文件要存储在英文目录下，否则会打不开,序列导入成功,设定一些比对参数,Alignment Parameters,参数设定窗口,空位罚分,空位扩展罚分,执行比对,Do Complete Alignment,比对结果保存,E:/data/HBA.dnd,E:/data/HBA.aln,点击OK,比对结果,保守残基,次保守残基,结果初步分析：保守区域分析,在Pfam数据库中搜索HBA.fasta中的任意一条序列，查找证实该序列含有结构域Globin 例如将HBA.fasta中的第一条序列输入到Pfam中进行检索 HBA_ACCGE MVLSANDKTNVKNVFTKIGGHAEEYGAETLE

7、RMFTTYPPTKTYFPHFDLHHGSAQIKAHGKKVVGALIEAVNHIDDIAGALSKLSDLHAQKLRVDPVNFKLLGQCFLVVVAIHHPSVLTPEVHASLDKFLCAVGNVLTAKYR,选择保存结果文件的格式,Save Sequence as,保存比对结果的选择项,Clustal Format,使用TreView查看指导树文件,使用TreView打开HBA.dnd文件，查看指导树,注意：指导树并不是严格意义上的进化树,操作三：使用MUSCLE进行多序列比对,MUSCLE使用流程： 解压缩MUSCLE到硬盘 拷贝序列文件HBA.fasta到muscle文件夹

8、内 “开始”菜单运行“CMD”，进入命令行操作系统 命令行操作进入到muscle目录 运行 muscle命令，查看参数设置说明 进行序列比对操作,DOS命令行操作基本命令,运行命令“muscle”，查看使用说明与参数设置,E:muscle3.6,MUSCLE：使用说明,muscle -in HBA.fasta -out HBA.aln -clw,MUSCLE：使用说明,基本操作命令： muscle -in HBA.fasta -out HBA.aln -clw,程序名称,输入控制 指令,输入文件名称,输出控制指令,结果保存文件名称,输出格式控制指令,使用MUSCLE 进行比对过程演示,注意：动

9、画需要放映PPT才可播放,使用UltraEdit查看比对结果,用UltraEdit打开HBA.aln文件查看多序列比对结果,操作四 构建血红蛋白alpha亚基家族HBA 的系统发育树,MEGA4启动界面,第一步：导入序列进行多序列比对序列HBA.fasta,Create a new alignment ：是在你没有任何比对的时候使用，比如你只有一个fasta 格式的序列就可以选择这个选项。 Open a saved alignment session：使用它可以打开一个我们已经比对好的序列文件； Retieve a sequence from a file ：这种情况同第一种情况相似，只是不用

10、选择是DNA 还是蛋白质序列比对，选择的也是fasta 格式的文件，打开后的界面都是一样的。,选择序列文件HBA.fasta，并打开,HBA序列文件打开后的序列编辑窗口,序列编辑窗口各菜单说明,请对照使用指南（MEGA4.1使用指南.pdf）了解序列编辑窗口各菜单的功能,执行多序列比对,多序列比对参数设置,比对完成，保存结果,点击保存,在弹出对话框中写入数据的标题，即你对数据的描述（也可不写） ，点击OK,关闭多序列比对窗口后，导入比对结果,点击OK导入比对后的序列,出现比对结果编辑窗口，关闭该窗口,进化分析功能菜单在主窗口出现，对照使用指南了解进化分析主窗口各菜单的基本功能,构建带检验的MP进化树,参数设置窗口,点这里开始构建进化树,MP一致性树,这几个按钮可以对树进行编辑,带遗传标尺的进化树,树枝长度表示遗传距离的进化树,邻接法(N-J)构建进化树,N-J一致树,最小进化法构建进化树,最小进化一致树,算术平均非加权对群法UPGMA,它假设沿着进化树分支的变化速率为一个常数，而距离近似为非加权的。UPGMA 法由计算关系最近序列间的枝长开始，然后计算序列对与下一个序列