L. A. Kadirova, A. A. No’monjonov bioinformatika o‘zbekiston Respublikasi vazirligi tomonidan ta’lim yo‘nalishi bo‘yicha darslik sifatida tavsiya etilgan

Nazorat savollari va topshiriqlari

1. 
   Ratsional dori dizayni nima qiladi?
   
2. 
   Biologik nishonning rolini tushuntiring?
   
3. 
   Ligand konstruktsiyasi nima?
   
4. 
   Odatda bimolekulyar maqsad nima?
   
5. 
   Dorilar nima?
   
6. 
   Maqsadga bog'langan molekulalarni qidirish qaerdan boshlanadi?
   

X bob . LABORATORIYA TADQIQOTLARNI O‘TKAZISH BO‘YICHA METODOLIK KO‘RIMALAR.
Laboratoriya ishi № 1. Biologik ma'lumotlar bazalari (BDB)
Ishning maqsadi: talabani Internetdagi ikkita eng muhim ma'lumotlar bazasi bilan tanishtirish:
GenBank ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/index.html ) - genlar va genomlar va ma'lumotlar bazasi _
oqsil Ma'lumotlar Bank ( PDB ) ( http://www.rcsb.org/pdb/ ) biologik makromolekulalar tuzilmalarining ma'lumotlar bazasi . _ _
Uskunalar: kompyuter sinfi, Internetga ulanish
Ushbu ishni bajarish davomida talaba quyidagilarni o'rganishi va o'zlashtirishi kerak:

1. 
   Muayyan oqsil nomi bilan nukleotidlar ketma-ketligini qidiring;
   
2. 
   Muayyan oqsil haqida ilmiy maqolalarni qidiring;
   
3. 
   Proteinning 3D tuzilishini tavsiflovchi faylni oling ;
   
4. 
   brauzer dasturi ( RasMol ) yordamida oqsil uchinchi tuzilishini o'rganish .
   

Nazariy material (ish tartibi).
ENTREZ NCBI da mashina
BIZ Milliy markaz uchun Biotexnologik Ma'lumot ( NCBI http :// www . ncbi . nlm . nih . gov / ) - gen va genomik ketma-ketliklar uchun GenBank ma'lumotlar bazasini yuritadi. Ushbu veb-server ularni boshqa ma'lumotlar bazalari va resurslarga, jumladan Milliy ma'lumotlar bazalariga bog'laydi Kutubxona ning Dori http :// www . nlm . nih . gov / va GenBank qidiruv dasturi paketini taqdim etadi - BLAST http :// portlash . ncbi . nlm . nih . gov / portlash . cgi . Ushbu server professional tarzda yaratilgan va xizmat ko'rsatadi. Unga kirish bepul va xodimlar hatto texnik savollarga ham javob berishadi. Bu bioinformatika ma'lumotlarini qidirishni boshlash uchun Internetdagi eng yaxshi joy.
a ) Veb-brauzerda urlni oching http :// www . ncbi . nlm . nih . gov / Entrez Garchi biz serverda faqat bitta bo'limdan foydalansak ham (va unga to'g'ridan-to'g'ri kirish imkoniga ega bo'lsak ham), uning qamrovini tushunish uchun saytning bosh sahifasini ko'rib chiqish uchun bir necha daqiqa vaqt ajratishga arziydi.
b ) Entrez havolasini bosing . http :// www . ncbi . nlm . nih . gov / Entrez / Bu sizni yangilangan Entrez sahifasiga olib boradi (frantsuzcha “ kirish ”, “ awntray ” deb talaffuz qilinadi). Ushbu sahifada siz bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumotlar bazalarini qidirishingiz mumkin. Ushbu mashq uchun biz izotsitrat fermenti bilan qiziqamiz. dehidrogenaz , energiya ishlab chiqarishda muhim rol o'ynaydi. Biz bu oqsilni kodlovchi genni ichak bakteriyasi, Escherichia ichida qidiramiz coli . Biz bakterial oqsil va mos keladigan sutemizuvchilar oqsilini solishtiramiz.
c ) Qidiruv maydoniga izotsitrat dehidrogenaza kiriting va O'tish tugmasini bosing. Natijada bir nechta ma'lumotlar bazasidan mos yozuvlar bo'ladi.
Bizni Nukleotid (DNK va RNK), Genom (organizmlarning butun xromosomalari) va Struktura (uch o'lchovli oqsil tuzilmalari) ma'lumotlar bazalari ma'lumotlari qiziqtiradi.
Nukleotidlar ketma-ketligini olish
a ) Nukleotidni bosing: natijalarning yuzlab sahifalaridan birinchisini ko'rasiz. Biz qandaydir tarzda ushbu ro'yxatni u bilan ishlash qulay bo'lgan hajmga kamaytirishimiz kerak. Buning uchun:
b ) Limitlar havolasini bosing. Siz qidiruvni cheklash uchun turli xil variantlardan birini tanlashingiz mumkin bo'lgan sahifaga o'tasiz.
c ) Qidiruv maydoni teglari ochiladigan menyusidan Sarlavhani tanlang va Qidiruv tugmasini bosing. Natijalar bilan sahifaga qaytasiz va ularning umumiy soni sezilarli darajada kamayganini ko'rasiz. Biroq, biz Escherichia coli (E. coli) bilan ketma-ketlikni qidirishimizni cheklashni xohlaymiz. Shunung uchun:
d ) Qidiruv maydoniga “izotsitrat dehidrogenaza”dan keyin “va E coli” qo‘shing.
e ) Qidiruv tugmasini bosing. Siz ikkita natija bilan qidiruv sahifasiga qaytasiz, ikkinchisi bizga kerak bo'lgan narsadir.
f ) Kirish raqamini bosing - J02799. Siz DNK ketma-ketligi bo'lgan hujjatlar va havolalar bilan standart GenBank formatidagi sahifaga o'tasiz. Biz bir zumda ushbu havolalarga qaytamiz, lekin birinchi navbatda, fayl dasturlarda ishlatilishi mumkinligiga ishonch hosil qilish uchun unda to'g'ri matn mavjudligiga ishonch hosil qilishimiz kerak.
g ) Yuborish bilan boshlanadigan ochiladigan menyudan Matn variantini tanlang. Bu havolalarsiz oddiy matn sahifasini yaratadi.
h ) Brauzerning Fayl menyusidan Saqlash-ni tanlang va sahifani J02799.gbk sifatida saqlang. Nozik tomoni shundaki, bu fayl faqat ASCII matnini o'z ichiga olsa ham, u Unix formatida. Unix, PC va Mac platformalarida satr oxirini belgilovchi ASCII belgisi boshqacha.
va ) Birinchi qator bizga ketma-ketlikning uzunligi 1568 bp (asosiy juftlar) va ketma-ketlik DNK ekanligini ko'rsatadi. Haqiqiy ketma-ketlik ORIGIN qatoridan boshlanadi. Ushbu chiziq GenBank faylini ochishda indikator sifatida ishlatilishi mumkin.
j ) Agar siz XUSUSIYATLAR dan keyingi chiziqli qatorlarga qarasangiz, CDS ni ko'rasiz. Bu kodlash ketma-ketligining joylashuvi va genning oqsilga aylantirilgan qismini - nukleotidlar 291-1541ni o'z ichiga oladi. Nima uchun barcha genetik ma'lumotlar oqsil aminokislotalariga aylantirilmaydi, ma'ruzalarda tushuntiriladi. Bu DNK ketma-ketligini tahlil qilish uchun amaliy ahamiyatga ega.
Ilmiy maqolalarni qabul qilish
Amaliyotchi olimlar ko'pincha ma'lumotlar bazalaridan yuklab olingan ketma-ketliklar bilan bog'liq ishlarga muhtoj. NCBI serveri Milliy tibbiyot kutubxonasidagi (MLM) maqolalarning tezislariga va ko'pincha asl nusxalarining pdf versiyalariga havolalar beradi. NLM, albatta, faqat DNK va oqsil ketma-ketligini tavsiflovchi maqolalarning tezislarini o'z ichiga oladi. Hammasi NCBI kompaniyasining PubMed mashinasi orqali mavjud.
Html havolalari bilan ketma-ketlik sahifasiga qayting (brauzerning Orqaga tugmasi).
a ) PUBMED raqamini bosing (3112144). Bu sizni asl maqolaga havolasi bo'lgan sahifaga olib boradi, u erdan jurnal veb-saytiga o'tishingiz mumkin, u erdan maqolani Pdf fayl sifatida yuklab olishingiz mumkin.
Protein haqida strukturaviy ma'lumot olish
GenBank J02799 fayli izotsitrat dehidrogenaza (ICDH) oqsilini belgilar qatori sifatida ifodalaydi. Biroq, oqsillar biologik ketma-ketlikdir va bu jihatni o'rganish juda foydali bo'ladi. Oqsillarning 3D tuzilmalari eksperimental tarzda aniqlanadi va ular haqidagi ma'lumotlar kosmosdagi atomlarning xyz koordinatalarini tavsiflovchi matn fayllari ko'rinishida saqlanadi. Ushbu fayllarni saqlaydigan ma'lumotlar bazasi Protein ma'lumotlar banki (avval Brookhaven) va ko'pchilik molekulyar grafik dasturlari tomonidan tan olingan ma'lumotlar formati PDB formati deb ataladi. GenBank o'zining MMDB ((Molekulyar modellashtirish ma'lumotlar bazasi) da PDBdan olingan ba'zi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, ammo Protein ma'lumotlar bankiga havolalar ham mavjud.
Izositrat dehidrogenaza uchun bir nechta ma'lumotlar bazalarini qidirish kerak bo'lishi mumkin bo'lgan Entrez bosh sahifasiga qayting.
a ) Struktura belgisini bosing. Bu siz uchun ICDH tuzilmalarining ikki sahifasini ochadi. Biz bittasini yopishimiz kerak - oqsilni bog'langan izotsitrat bilan o'z ichiga olgan.
b ) Ikkinchi sahifada 5ICD tugmasini bosing. Siz MMDB da ushbu tuzilmaning sahifasiga o'tasiz. RasMol Chime plaginidan foydalaning - bu oqsilni ko'rishingiz mumkin bo'ladi. Ushbu faylni yuklab olishimiz kerak.
c ) PDB ni bosing: 5ICD. Bu bizni PDB saytidagi http://www.rcsb.org/pdb/ ushbu tuzilmaga ega sahifaga olib boradi .
d ) Faylni yuklab olish tugmasini bosing. Asosiy oynada PDB ID "5ICD" ni kiritishingiz kerak. Saqlash parametrlarida "PDB formati" va "Siqish yo'q" ni tanlang. Faylni diskda 5ICD.pdb sifatida saqlang.
Protein tuzilishini ko'rish va tahlil qilish uchun RasMoldan foydalanish
Bir necha marta ta'kidlanganidek, GenBank fayllari oqsillarni 20 harfli belgilar qatori sifatida ifodalaydi. Garchi bu iplar, masalan, DNK kabi ma'lumotni olib yursa ham, bu ma'lumot oqsilning uch o'lchovli tuzilishi va uning o'ziga xos xususiyatlari orqali amalga oshiriladi. Ushbu tuzilmani tasavvur qilish uchun biz bepul kross-platforma dasturi RasMoldan foydalanamiz.
Unix so'rovida rasmol deb yozib RasMol-ni boshlang. Uchun
Windows uchun RasMol c paketini yuklab olish kerak
http://www.umass.edu/microbio/rasmol/ yoki http://rasmol.org/ va uni o'rnating. Siz qora grafik ekranni ko'rasiz. RasMol - grafik interfeysli dastur. Ammo uning to'liq quvvati odatda yashirin bo'lgan matn oynasiga kiritilgan buyruq qatori va buyruqlar yordamida namoyon bo'ladi.
RasMolReferenceCard -ga qarang
http://www.openrasmol.org/software/RasMol 2.7.3/doc/README.html (Shuningdek, buyruqlar va dastur kalitlarining to'liq to'plamini o'z ichiga olgan onlayn qo'llanma ham mavjud). Bundan tashqari, RasMolni mahalliy kompyuteringizga yuklab olishingiz mumkin
http://www.bernstein-plus-sons.com/software/rasmol/ va http://rasmol.org/
a Buyruq satri oynasini kengaytiring .
b ) Agar buyruq satri oynasining foni oq bo'lishini xohlasangiz, ushbu oynada "oq fonni o'rnatish" ni kiriting.
c ) 5ICD.pdb faylini Fayl menyusidagi Ochish buyrug'i yordamida yuklang.
d ) Protein sim-ramka ko'rinishida paydo bo'ladi. Bu biologlar uchun foydali bo'lishi mumkin, chunki u alohida aminokislotalarni o'rganishga imkon beradi, ammo bu holda ularni oqsilning birlamchi tuzilishi bilan, ya'ni uning ketma-ketligi bilan bog'lash qiyin bo'lishi mumkin.
e ) "proteinni cheklash" ni kiriting
f ) Displey menyusidan Backbone pastki menyusini tanlang. Siz oqsilning boshlanishini ko'rasiz, lekin oxirini ekranda topish qiyin bo'ladi.
g ) Rang menyusidan Guruh (yoki Indeks) ni tanlang. Endi siz molekulani aylantirayotganda ko'kdan qizil ranggacha bo'lgan butun zanjirni kuzatib borishingiz mumkin.
h ) Displey menyusidan Spacefill ni tanlang . Endi siz oqsilni nuqtalar va ular orasidagi bo'shliqlar to'plami sifatida emas, balki butun ob'ekt sifatida kuzatishingiz mumkin. Ammo bu qarash ichki tuzilmalarni o'rganishni qiyinlashtiradi.
va ) Sichqonchaning chap tugmasi yoki sichqonchaning o'ng tugmasi + shift tugmasi bilan oqsil molekulasini aylantirish ( aylantirish ) qobiliyatiga egasiz. kalit ; sichqonchaning o'ng tugmasi bilan molekulani harakatlantirish ( harakat qilish ); shift bilan kattalashtirish yoki kichraytirish tugma + sichqonchaning chap tugmasi.
Keling, izotsitratni , oqsil bilan bog'langan ligandni ko'rib chiqaylik.
a ) Displey menyusidan Wireframe -ni tanlang .
b ) Ranglar menyusidan CPK ni tanlang .
c ) Buyruqlar qatorida " tanlash " ni kiriting ligand ".
d ) Displey menyusidan Spacefill ni tanlang .
Endi siz izotsitratni ko'rasiz . Shubhasiz, u oqsil molekulasi ichida joylashgan.
a ) Buyruqlar satrida " rang " ni kiriting ko'k ".
b ) Buyruqlar qatorida " tanlash " ni kiriting oqsillar ".
c ) Displey menyusidan Spacefill ni tanlang .
Molekulani aylantirib, ko'k rangli molekula ( izotsitrat ) oqsil yuzasida "cho'ntakda" ekanligini ko'rishingiz mumkin. Shunday qilib, katalitik reaksiya sodir bo'ladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, oqsil molekulasining izotsitrat bilan bog'lanish hududida DNK mutatsiyasi tufayli o'zgarishi molekulalarning o'zaro ta'sirining buzilishiga olib kelishi mumkin. Ehtimol, bog'lanish umuman sodir bo'lmaydi. Biroq, oqsil molekulasining boshqa qismlaridagi o'zgarishlar bog'lanishga ta'sir qilmasligi mumkin.
Laboratoriya ishi No 2. Ketma-ketliklarni solishtirish algoritmlari.
Ishning maqsadi:

1. 
   EMBOSS dasturiy paketi bilan tanishing ;
   
2. 
   Dekodlashning asosiy tamoyillarini tushuning DNK ketma-ketligi oqsil ketma-ketligiga;
   
3. 
   algoritmlari qanday ishlashini tushuning
   

ketma-ketliklar;

4. 
   Ochiq o'qish ramkasi haqida tasavvurga ega bo'ling;
   
5. 
   Ketma-ketlikni taqqoslash va taqqoslash natijalarini sharhlashning ba'zi usullarini o'rganing.