生物信息学实验报告6

1、西安交通大学实验报告课程生物信息学实验名称第页共页系别生物医学工程实验日期年 月 日专业班级组别实验报告日期年月 日姓名一学号报告退发(订正、重做)同组人教师审批签字实验目的：了解和学习系统发生分析的步骤和基本方法。教学基本要求：从ncbi网络数据库获取相关的hiv、siv病毒序列，提取相关的特征片段，进行进化 树构建，对进化树进行解析。实验内容提要：本实验选择来自于人类和猴的16条hiv和siv病毒进行分析，物种名称和序列索引号 码如下。'hiv-1 (zaire)*hivl-ndk (zaire)' 'hiv-2 (senegal)* 'hiv2-mcn13

2、'hiv-2uc1 (ivorycoast)1 'sivmm251 macaque' 'sivagm677a green monkey' 'sivihoest l'*hoest monkeys' 'sivcpz chimpanzees cameroon1 'slvmnd5440 mandrillus sphinx* 'sivagm3 green monkeys* 'sivmm239 simian macaque' 'civcpzus chimpanzee' 'slvm

3、on cercopithecus monkeys' 'slvcpztanl chimpanzee' *sivsmsl92b sooty mangabey'k034541；'m27323*；'ml 5390'； 'ay509259'；l07625*；'ml 9499'；'m58410'；'af075269'；af115393*；ay 159322* ；'m30931'；'m33262'；'af103818'；ay340701

4、9;；af447763'；'af334679'；提取用来分析的片段为：gag protein (gag)> pol polyprotein (pol)和 envelope polyprotein precursor (env),选择其屮之一，选择一个进化树的构建方法，构建进化树并进行解释， 通过进化树推测hiv的可能起源。实验结果与分析:八 15? alicuent fiplorerfiala i ait4.7 |ek safmmtr3.m 15: treeexplorer (c: docu*ent s and sett ingsad>inist r. 匸叵

5、file image $ubtree vi ew compute ancestor£ caption helporiginal tree bootstrap consensus tree100m15390.174ay509259.1100l07625.1af334679.12712m19499.16310063100k03454.1100 l m33262.1ay159322jm58410.1m30931jay340701.1af075269.1af447763.110099100m27323.1af115393.1af103818.1logl =-15271.81对树的解释：根据中

6、点或者距离确定树根，使用距离最远的两个物种的中点作为树根，可以确定 ay340701是树根。所以这16条序列是同源序列，具有共同的祖先序列，即rsivmon cercopithecus monkeys'序列。问题解答：1. 系统发生分析的步骤？（1）分子序列或特征数据的分析；（2）系统发生树的构造；（3）结果的检验。2. 为什么不直接使用序列的全长，而只是部分序列？一是由于序列的长度过长，造成比对时的误差较大，同时，由于各序列的长度不同，可能造 成比对的失真，同时，比对过长的序列，造成的损耗大，而对比关键的部分序列，效率更大, 更能找出差异与联系。3. 为什么在构建进化树之前需要进行多

7、序列比对？对多序列比对结果应该如何进行处理？ 同时比对一组序列対于研究分子结构、功能及进化关系更为有用。例如，某些在牛物学上有 重要意义的相似性只能通过将多个序列对比排列起来才能识别。同样，只有在多序列比对z 后，才能发现与结构域或功能相关的保守序列片段。多序列比对有吋用来区分一-组序列之间 的差异，但其主要用于描述一组序列之间的相似性关系，以便对一个基因家族的特征有一个 简明扼要的了解。应进行简单的分析与评判，并进行初步的处理与优化，达到进一步的结果, 从而对构建进化树起更加准确的结果。4. 常用的构建树的方法有儿大类？系统发生树的构建方法分为两大类：一是基于距离的构建方法。有非加权组平均法

8、、邻近归并法、fitch-margoliash法和最小进 化方法。二是基于离散特征的构建方法。有最大简约法、最大似然法、进化简约法和相容性方法。或者根据建树算法在执行过程屮采用的搜索方式，系统发生树的构建方法也可以分为以下3 类。（1）穷尽搜索方法即产生所有可能的树，然后根据评价标准选择一棵最优的树。（2）分支约束方法即根据一定的约束条件将搜索空间限制在一定范围内，产生可能的树，然后择优。（3）启发式或经验性方法根据先验知识或一定的指导性规则压缩搜索空间，提高计算速度。5. 树是如何进行统计学评估的？对于所构建的系统发生树，统计分析的误差可能会影响所建树的可靠性。运用大量的模拟实 验可以比较这些树的建