Đề tài Phương pháp xác định trình tự AND và ứng dụng trong thực tế

tide giữa hai sinh vật để đánh giá mức độ ortholog giả định.MGC: (Mamalian Gene Collection) cung cấp các dòng đầy đủ chiều dài các khung đọc mở (full-length open reading frame FL-ORF) cho người, chuột nhắt và chuột cống. PopSet: PopSet là một hệ thống các trình tự DNA được thu thập để phân tích mối quan hệ tiến hóa của một quần thể. RefSeq: Cung cấp hệ thống các trình tự: DNA, các loại RNA và sản phẩm protein để nghiên cứu các sinh vật. TPA: Third Party Annotation (TPA) Sequence: Được thiết kế để thu hút các kết quả thực nghiệm và hỗ trợ cho những người đăng ký mô tả, giải thích về trình tự mà người đăng ký không xác định được trực tiếp nhưng có thể lấy từ dữ liệu sơ cấp của GenBank.RHdb: là một cơ sở dữ liệu của các dữ liệu thô được sử dụng trong việc thiết kế các bản đồ lai phóng xạ. Nó bao gồm các dữ liệu STS, điểm số, các điều kiện thí nghiệm và các tra cứu chéo.CÁC CÔNG CỤ PHÂN TÍCH TRÌNH TỰ AND CỦA NCBICluster of Orthologous Groups (COGs): Một hệ thống của các họ gen từ các genom hoàn chỉnh.Gene Expression Omnibus (GEO): Kho dữ liệu gen biểu hiện và các nguồn trực tuyến cho việc thu nhận các dữ liệu gen biểu hiện.HomoloGene: So sánh các trình tự nucleotide giữa các cặp sinh vật để xác định các gen ở các loài khác nhau được tiến hóa từ một gen tổ tiên chung do quá trình phân loài và chúng thường vẫn giữ được nguyên chức năng trong quá trình tiến hóa.CSDL các vùng bảo thủ (Conserved Domain Database CDD): Tập hợp các bản so sánh trình tự (sequence alignment) và các profile của các vùng bảo thủ của các phân tử protein trong quá trình tiến hóa phân tử.Tập hợp các gen động vật có vú (Mammalian Gene Collection MGC): Một nỗ lực mới của NIH để thu được các nguồn cDNA với chiều dài đầy đủ.Clone Registry: Một CSDL được sử dụng bởi sự tham gia của các trung tâm trình tự genom người và chuột để lưu giữ những dòng được lựa chọn từ việc đọc trình tự, các dòng đang được đọc trình tự và các dòng đã hoàn tất và được lưu giữ ở GenBankTrace Archive: Được phát triển để lưu giữ các dữ liệu trình tự thô được tạo ra từ các dự án xác định trình tự.Tìm khung đọc mở (ORF Finder): Một công cụ phân tích hiện thị dưới dạng đồ hoạ cho phép tìm các khung đọc mở của một đoạn trình tự hoặc một trình tự có trong CSDL.VecScreen: Một công cụ cho phép xác định các đoạn trình tự nucleotide mà có thể là của vector, các vùng linker hoặc các điểm khởi đầu sao chép (origin) trước khi sử dụng các công cụ phân tích trình tự hoặc đăng ký trình tự.Electronic-PCR (e-PCR): Có thể được sử dụng để so sánh một trình tự truy vấn (query sequence) với các vị trí trong trình tự đánh dấu (sequence-tagged sites) để tìm ra một vị trí bản đồ có thể cho trình tự truy vấn.Tìm khung đọc mở (ORF Finder)Các trình tự DNA mã hóa thông tin di truyền dưới dạng các bộ ba nucleotide. Khi có một trình tự DNA, chúng ta cần phải tìm trình tự protein nếu muốn xác định sản phẩm sau dịch mã của trình tự này. Tuy nhiên, các trình tự DNA, sau khi được phiên mã, chỉ được dịch mã thành protein khi chúng là một khung đọc mở (Open Reading Frame - ORF). Các khung đọc mở phải là những trình tự DNA có codon bắt đầu và codon kết thúc dịch mã (Stop Codon) như TAA, TGA, TAG.Để tìm các khung đọc mở có thể có trong một trình tự DNA, chúng ta sử dụng một chương trình có tên là ORF finder của NCBI. Chương trình này sẽ tìm kiếm những khung đọc mở có thể có của trình tự nhập vào và trình tự bổ sung của nó. Sau đó đưa ra bản đồ khung đọc mở với các trình tự đã dịch mã thành trình tự amino acid.Bước 1: Từ google chúng ta nhập vào từ khóa orf finderBước 2: Mở trang ORF finder từ trang chủ NCBI bằng cách nhấn vào dòng ORF finder.ATGCCGGTCGGCACCGCGCGAACTTGCATGAATGGCCTCAATGCCCTGTCCGGTGCGTACATGTTGCTCGAGATCTTCTAGCTACCTTGCAGTCTTGCTTAATTGCTTGCGTTGATTTACCGTGCGCACTCATGCCGCTATATATTCTCTGATCGACCAGGGGTTGGCTTGCTCACCGTGCCCTACGCCCTCTCCGAGGGGGGCTGGGTGAGCCTCGCGCTGCTCGCCGCCGTGGCCGCCGCCTGCTGGTACACCGGGATCCTCCTCTGCCGCTGCATGGACGCCGACGACGCCATCCGGACGTACCCGGACATCGGCGAGCGCGCGTTCGGCCGCACGGGCCGCCTCCTCGTGTCCGCCTTCACGTACGTCGAGCTCTACCTCGTCGCCACCGGCTTCCTCATCCTCGAGGGCGACAACCTCGACAAGCTCTTCCCAGGAGCCAGAGTCACCCTGGGGACGGTGTCCCTCGCCGGGAAGCGGCTGTTCGTCGTGCTCGTCGCGCTCGTGGTGGCGCCCACGACGTGGCTGCGCAGCCTCGGCGTGCTCGCGTACGTCTCCGCCACGGGCGTGTTCGCGTCCGTCGTCATCGTGCTCAGCGTGCTGTGGCCGCGGCCGTCGACGGCGTCGGATTCTCCGGACGAGGGACGACGACGCCGCTACGGATCGCGGGGCTCCCGACGGCTCTCGGGCTGTACATCTTCTGCTACGGGGGACACCCCATGTTCCCGACGCTCTACACATCTATGAAGAGGAAGTCTCAGTTTCCAAAGGTATACCCGTATACGCATGCGCATAACACTATGCTATTTATCAGTCGTGATTTTTTCTTATCCGTTAGTCAACCAATTTGCAAAGGTCATTTACTAAACTTGCACACTACTATATATAAAAAAAACACTGCAACTTTTAGCTTTGCTTTTTTAAAAAAATATTTTCTGGACCAATTTAGTGCATTATTATGTTTATATGAAGAGAAATTTCCCTATGTACCCCTAAAAGTTCGTCCAATCCCTTCTATATTCCTGAGATTTGATTATTTACTTCCATACTCCTAAATTTTACTTTGAATCCCCTCTATACTCCTTTTGTCAGTTGACCGTTAAATTCATATCATAAACTCCATTTTACCCTTTGGTATAAAAAAATAAATTTGTGAAGTATATTGATGGAGTGTATAAATTTATTGTATGCGACTATTATATTTATGAGTTTATTTTGTAAGATATTATTTAACAAAAATAATTTTTATCTCATATAACAAGATTTATCTTATAAAAATTTGCGTACTACTATAACAAACTATGCTATATATATACAGTTTTCAATGATAAAAAATATTATTTTTTGTTTTATCTAAAATAAATTGTCATAGATAAAAATTACTTTTGTTTTCCCTTCGCGAGGCGAAACTAAAATATTACTTTTATTAAATAATATCTCACAAAATAAACTCATACATATAATAGTCCCATACAATAAATTTATACACTACATCAATATATTTCATAAATTTATATTTTCTCGATACCAAAGGGCAAAATGAACTTTATGATAGAAATTTAACGGCTAACTAATGGAAGAGGTATAGAAGGGACATAGAAGATATACCAAAAAATATTTTTTAAACTTTTAGGTTAGAATATTATTTTCTTCACCACAAGGAGAAAGAACATAAGGATGAGTTTGTTGATATATATTGATCTAGCTAGTGTTAAAAATGCGATTGATAGATAAGAAAAAAAATCTCTTGACAAATAGATAATCCTGAGAAATAATGTAGTAGAAGAAATCACGTTTTTGAGAAAACATATATTTTTAAAGCAAGTTATAAACAATCTGGTGCATAATCAGAATGGATTAATTGATGGTCGATCAATATACTGACCAACTCTTCAATTGATTATTGATCAATTAATTATTATCAAATATCAACCAGATGCTAGTGATATGCTTCCTGCTGTGCACGCTCAACTACGGTGCAATGGCGGTGCTCGGCTACCTCATGTACGGCGACGGCGTGCTGTCCCAGGTGACGCTCAACCTCCCGTCGGCGAGGCTCAGCTCCAAGGTCGCCATATACACGACGCTGCTCAACCCGGTCACCAAGTACGCACTGGTGGTGACGCCGATCGCTGCCGCCGTCGAGGAGAGGATCCGCGGCGCCGCCGGCAAGGGAGCGCGCGCCGTCTCCGTGGCGGTGAGGACGCTGCTGGTGCTCAGCACGGTGGCCGTGGCGCTTGCGCTGCCGTTCTTCGCGGACCTCATGGCGCTGGTGGGATCGATGCTCAACGTGGCCGTCTGCATGCTGCTGCCCTGCGCCTGCTACGTCAGGATCTTCGGGGCGCCGTCGATGAGCAGCGTGGAGGCCGTGGCGATCGGCGGGATACTGGTGCTGGGCTCGCTGGTGGCTGTCACGGGGACTTACTATTCCCTGATGAAAATTATCCGTGAGTTGGTGTGANhập trình tự các nucleotid bên trên vào ô or sequence in FASTA formatBước 3: Nhập trình tự DNA vào hộp trình tự (sequence in FASTA format) hoặc mã số trình tự vào hộp GI or ACESSSION (nếu muốn dùng toàn bộ trình tự trong cơ sở dữ liệu).•	Lựa vị trí dịch mã (From:	 To:	 ) và kiểu mã di truyền.•	Nhấn nút OrfFind để thực hiện chương trình. (Xem hình trên)Đợi kết quả xuất hiện sau vài phút (hoặc có thể lâu hơn). Kết quả có sáu khung dịch mã xuất hiện. Các khung đọc mở (nếu có) sẽ là những thanh có màu sậm hơn. Lựa chọn giới hạn cách thể hiện bằng trị số trong mục Redraw (50, 100, 300).Kết quả thể hiện có dạng tương tự:Nhấn lên trình tự khung đọc mở sẽ thấy hiện lên trình tự DNA và trình tự dịch mã amino acid tương tự kết quả bên dưới.CÁC ỨNG DỤNG CỦA VIỆC PHÂN TÍCH TRÌNH TỰ GENSo sánh một đoạn ADN bất kỳ với các dữ liệu trong ngân hàng gen có thể chúng ta xác định được đoạn ADN đó của sinh vật nào (Bài thực hành tìm kiếm trình tự tương đồng).Biết được trình tự sắp xếp các nucleotit của một đoạn ADN có thể suy ra trình tự các axit amin tương ứng trên mạch polypeptide nếu đoạn ADN đó mã hóa (Bài thực hành dịch mã 1 phân tử ADN sang trình tự axit amin).Xác định đột biến, sự sai khác về trình tự nucleotit trong cùng một sản phẩm gen (isozyme, allozyme) có ý nghĩa trong nghiên cứu tiến hóa và ứng dụng thực tiễn.Về mặt phân loại sinh học, đối với một số gen có tính bảo thủ cao, mang tính đặc thù loài, chẳng hạn các gen mã hóa cho ARN ribosome (rRNA). Dựa vào những trình tự ADN của các gen này ở những loài sinh vật khác nhau mà người ta có thể so sánh chúng trên cơ sở xác định mức độ sai khác về trình tự nucleotit từ đó mô phỏng mối quan hệ loài, dưới loài. Hình thái giống nhau  Vật chất di truyền như thế nào?Early globin genemouse ß-chain gene-chain genecattle ßhuman ßmouse ßhuman cattle Gene DuplicationBiết được trình tự của một gen (chẳng hạn gen ung thư hay sự có mặt của các virus nguy hiểm chẳng hạn H5N1, bệnh virus đốm trắng ở tôm) người ta có thể phát hiện sớm bằng kỹ thuật PCR, lai ADN để ngăn chặn, điều trị.Thiết kế những cặp mồi (primer) để nhân bản các đoạn này cho những mục đích nghiên cứu khác nhau như : Nghiên cứu sự có mặt của gen đó trong các sinh vật khác nhau (xác định sự có mặt gen chống bệnh bạc lá, đạo ôn, xác định giới tính, bệnh di truyền). Ngoài ra, còn sử dụng các kỹ thuật microarray, DNA chip để phát hiện sự có mặt và mức độ hoạt động của các gen trong những điều kiện nhất định.Từ trình tự nucleotit của một phân tử ADN có thể biết được bản đồ các vị trí nhận biết của các enzym cắt hạn chế. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong kỹ nghệ ADN tái tổ hợp. Một trong những phương pháp trị liệu gen (gene therapy) dựa trên trình tự ribonucleotit trên phân tử mRNA để tổng hợp sợi bổ sung (antisense) nhằm ngăn chặn sự hoạt động của các gen đó.Một trong những ứng dụng quan trọng đó là chuyển gen để tạo ra các sinh vật mới mang những đặc tính mong muốn hoặc có thể chuyển gen vào các tế bào vi khuẩn, nấm men để sản xuất sản phẩm gen theo con đường tái tổ hợp (protein, enzym, vaccine và các hợp chất có hoạt tính sinh học).Nếu như chúng ta biết được thành phần, trình tự sắp xếp của các axit amin trong phân tử protein, enzym nào đó có thể đánh giá được sự sai khác giữa các axit amin trong các phân tử protein, enzym cùng chức năng ở các loài khác nhau để biết được thành phần axit amin nào đóng vai trò quan trọng.Tài liệu tham khảo: 1. Hồ Tú Bảo, Bài giảng Power point Giới thiệu về tin sinh học, Viện Công nghệ Thông tin, TTKHTN và CNQG; Viên KH và CN Tiên tiến Nhật Bản (JAIST).2. Nguyễn Văn Cách, 2005, Tin Sinh học, Nxb KHKT Hà Nội.3. Nông Văn Hải, Bài giảng Power point Kỹ thuật xác định trình tự gen, Viện Công nghệ Sinh học.4. Phan Trọng Nhật, Bài giảng Power point Tin Sinh học, Trường Đại học NN Hà Nội.5. Trần Linh Thước, 2003, Thực tập Bioinformatics, Tài liệu lưu hành nội bộ Trường Đại học KHTN Tp Hồ Chí Minh.6. Trang Web: ẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI!