PROVE D'ESAME BIOINFORMATICA, Prove d'esame di Bioinformatica

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ESAME BIOINFORMATICA

1. Cercare in UniProt la sequenza P 08074. Riportare:

• Il nome
• La funzione della proteina
• L’organismo di provenienza
• La lunghezza in nucleotidi della CDS
• Il peso molecolare
• Il punto isoelettrico
• La percentuale di asparagina
• La percentuale di glicina
• È una proteina acida, basica o neutra? Suggerimento: salvare su PC la sequenza in formato fasta La proteina si chiama carbonil reduttasi (NADPH) 2 ed è un enzima appartenente alle ossidoreduttasi che opera su un ampio raggio di composti carbonilici, tra cui chinoni, aldeidi aromatiche, chetoaldeidi, daunorubicina e prostaglandine E and F, riducendoli al corrispondente alcol. Mus musculus (topo) CDS: 735 MW: 25958 Da pI: 9. Asn (N) 4.5% Gly (G) 8.2% Il pI è maggiore di 7, la proteina risulta carica positivamente a pH neutro, perciò è una proteina basica

2. Riportare

• L’accession number refseq della sequenza proteica

• L’accession number refseq della sequenza genomica
• Il cromosoma su cui si trova il gene Refseq accession number proteina: NP_031647. L’accession number refseq della sequenza genomica: NM_ cromosoma su cui si trova il gene: 11

3. Utilizzando la sequenza proteica fasta ottenuta da UniProt fare una ricerca di omologia nelle sequenze refseq dei mammiferi.

• Riportare il numero di hits con E < 10-^5
• Sono presenti sequenze con una funzione diversa?
• Delle 4 proteine con somiglianza più significativa nelle specie: Rattus rattus, Bos taurus, Sus scrofa, Cricetulus griseus , riportare: o Accession number o Valore di E o Percentuale di somiglianza
• Qual è il tipo di relazione evolutiva tra queste sequenze? Suggerimento: salvare le 4 sequenze in formato fasta. Indicare i nomi delle specie come nome della sequenza numero di hits con E < 10-^5 : 2 040 Sì, sono presenti sequenze con una funzione diversa, come ad esempio la Xilulosio reduttasi Rattus rattus o Accession number: XP_032769461. o Valore di E: 5 x10-^163 o Percentuale di somiglianza: 9 7 % Bos taurus

legame con il substrato: S136 nella sequenza di topo (e in tutte le sequenze dell’allineamento) In posizione 90 dell’allineamento troviamo una glutammina Q in tutte le sequenze tranne quella di toro, dove è presente una arginina R Pattern aa145-150: [GN]-L-[AIT]-[AT]-Y-S

5. Fare un albero filogenetico con le 5 sequenze, indicando il nome della specie come nome delle sequenze. Visualizzare e salvare un’immagine dell’albero senza radice e una dell’albero con radice per midpoint. Riportare:

• La distanza in sostituzioni per sito tra la sequenza di ratto e quella di criceto
• La distanza in PAM tra la sequenza di topo e la radice dell’albero Caricare i due file separati. Un file per albero senza radice e uno per albero con radice. Formati accettati: pdf, jpeg, png. distanza in sostituzioni per sito tra la sequenza di ratto e quella di criceto: 0,0286+0,0205+0,0936= 0, distanza in PAM tra la sequenza di topo e la radice dell’albero: 0,0223+0,0205+0,0142=0,057x100= 5,

6. A e B sono simili a. A e B hanno la stessa funzione b. A e B sono sicuramente omologhi c. A e B potrebbero essere imparentati
7. Che punteggio ha l’allineamento del dipeptide LM con se stesso secondo la matrice Blosum62? a. 2 b. 20 c. 9
8. Cosa si intende per CDS? a. La sequenza dell’mRNA compresa tra il primo ATG e il codone di stop b. Tutta la sequenza dell’mRNA c. La sequenza genica ottenuta dall’unione degli esoni
9. Quale delle seguenti affermazioni riguardo il “motivo di sequenza” è falsa? a. Può essere composto da posizioni fisse o variabili b. La sua presenza in diverse sequenze non è mai casuale c. La sua presenza in diverse sequenze può indicare omologia

2. Fare una predizione di localizzazione cellulare per la proteina.

• Qual è la localizzazione più probabile?
• È in accordo con quella della banca dati UniProt? La localizzazione più probabile per PsortII è il mitocondrio (69.6 %), mentre per UniProt è il nucleo

3. Utilizzando la sequenza proteica fasta ottenuta da UniProt fare una ricerca di omologia nelle sequenze refseq delle piante.

• Riportare il numero di hits con E < 10-^3
• Delle 4 proteine con somiglianza più significativa riportare: o Nome dell’organismo o Valore di E o Percentuale di somiglianza
• Qual è il tipo di relazione evolutiva tra queste sequenze? N HITS: 171 Nome dell’organismo: Nymphaea colorata Valore di E: 10-^71 Percentuale di somiglianza: 58% Nome dell’organismo: Pistacia vera Valore di E: 4x10-^78 Percentuale di somiglianza: 58% Nome dell’organismo: Selaginella moellendorffii Valore di E: 10-^66 Percentuale di somiglianza: 56% Nome dell’organismo: Ananas comosus

Valore di E: 5x 10 -^66 Percentuale di somiglianza: 5 6 % Sono sequenze omologhe, in particolare ortologhe

4. Fare un allineamento multiplo utilizzando la sequenza ottenuta da Uniprot e le 4 proteine con i seguenti accession number: XP_002983867.1, XP_020112085.1, XP_020688942.1, XP_009149691.1, anch’esse risultate dalla ricerca di omologia.

• Qual è il primo residuo che risulta conservato in tutte le sequenze nell’allineamento? Indicare aa e posizione riferita all’allineamento
• La posizione 219 dell’allineamento è conservata in tutte le sequenze? Indicare gli aa presenti e specificare dove presente l’aa diverso (posizione nella sequenza e organismo)
• Gli aa della colonna 219 sono considerati simili secondo la matrice Blosum62? Perché? Suggerimento: salvare le 4 sequenze in formato fasta. Indicare i nomi delle specie come nome della sequenza Primo residuo conservato in tutte le sequenze: prolina, in posizione 47 dell’allineamento La posizione 219 è conservata in tutte le sequenze tranne quella di Selaginella moellendorffii , dove si trova una istidina (H151), mentre nelle altre sequenze troviamo una asparagina ( Mus musculus N151 , Brassica rapa N165, Dendrobium catenatum N215, Ananas comosus N212). Sì, perché hanno tutti punteggi positivi

5. Fare un albero filogenetico con le 5 sequenze, indicando il nome della specie come nome delle sequenze. Visualizzare e salvare un’immagine dell’albero senza radice e una dell’albero con radice per midpoint. Riportare:

• La distanza in sostituzioni per sito tra la sequenza di Ananas e quella di Brassica

1 DOMANDE TEORICHE Come vengono acquisite attualmente le sequenze dalla banca dati GenBank? 1) Sottomesse direttamente dagli autori

2. Trascritte dagli articoli di letteratura
3. Ottenute direttamente dai tecnici della banca dati Come sono memorizzati i record di sequenza nelle banche dati nucleotidiche?
4. In formato binario leggibile solo con appositi software
5. In un formato testo, caratteristico di ciascuna banca 3) In formato FASTA Una sequenza nucleotidica è memorizzata secondo la direzione: 1) 5'->3'
6. a scelta dell'autore della sequenza
7. 3'->5' Quale banca dati contiene sequenze amminoacidiche e nucleotidiche non ridondanti e maggiormente accurate?
8. non redundant sequences (nr) 2) reference sequences (refseq)
9. expressed sequence tag (est) Quale banca dati contiene strutture di proteine?
10. UniProt
11. Pfam 3) PDB La sequenza A è omologa alla sequenza B. Quale delle seguenti affermazioni è corretta? 1) A e B un tempo non erano distinte.
12. A e B sono molto simili.
13. Deve esistere una terza sequenza C omologa alle prime due La sequenza A è ortologa alla sequenza B. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?
14. A e B sono paraloghi.
15. A e B sono significativamente simili. 3) A e B si sono separate per speciazione La sequenza A è paraloga alla sequenza B. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?
16. A e B sono ortologhi. 2) A e B sono omologhi
17. A e B si sono separati per speciazione Cos'è una sostituzione sinonima?
18. Una sostituzione in un sito non codificante
19. Una trasversione 3) Una sostituzione che non cambia l'amminoacido

2 Con quale criterio due amminoacidi sono considerati simili in un allineamento a coppie?

1. Quando hanno le stesse proprietà fisico-chimiche
2. Quando hanno le stesse proprietà funzionali 3) Quando hanno un valore superiore a zero nella matrice di punteggio. Per la ricerca di omologia gli algoritmi per l'allineamento possono essere
3. Locali o globali 2) Euristici o ottimali
4. Markoviani o Euristici Quale tra le seguenti matrici potrebbe essere adatta per trovare omologhi nel lievito di un gene umano? 1) PAM
5. La matrice sarebbe del tutto indifferente
6. BLOSUM Quale programma di BLAST andrebbe usato per trovare omologia con una sequenza proteica nel database EST?
7. Blastp 2) tBlastn
8. tBlastx Quale delle seguenti affermazioni può descrivere un allineamento multiplo:
9. La ricerca di somiglianza tra una sequenza e molte sequenze.
10. Un allineamento tra sequenze ripetuto molte volte. 3) La sovrapposizione ottimale tra più di due sequenze Gli algoritmi euristici per gli allineamenti multipli possono usare metodi: 1) progressivi o iterativi
11. markoviani o ottimali
12. semplici o complessi Qual è la ragione per la quale si usano algoritmi euristici nell'allineamento multiplo:
13. Perché garantiscono allineamenti ottimali.
14. Perché gestiscono meglio le penalità per i gap. 3) Perché sono più veloci Per descrivere il metodo con cui si è realizzato un allineamento multiplo occorre: 1) Dichiarare la matrice usata e le penalità per i gap.
15. Dichiarare la lunghezza delle sequenze.
16. Dichiarare il particolare programma software utilizzato Indicare quale sequenza contiene il pattern [P]-X-[AC] 1)PATC; 2) APIAFT
17. Nessuna delle due Che segnale è presente in una proteina del reticolo endoplasmatico? KDEL o HDEL? [KH]-D-E-L

4 Cosa si intende per CDS? 1)la sequenza dell’mRNA compresa tra il primo ATG e il codone di stop 2)la sequenza genica ottenuta dall’unione degli esoni 3)tutta la sequenza dell’mRNA A e B sono simili: 1)A e B potrebbero essere imparentati 2)A e B sono sicuramente omologhi 3)A e B hanno la stessa funzione Che punteggio ha l’allineamento del dipeptide LM con sé stesso secondo la matrice Blosum62?

1. 2 2)
2. 20 Quale di queste affermazioni riguardo al “motivo di sequenza” è falsa? 1)la sua presenza in diverse sequenze non è mai casuale 2)può essere composto da posizioni fisse o variabili 3)la sua presenza in sequenze diverse può indicare omologia Quali di questi metodi fornisce alberi con radice? 1)UPGMA 2)Neighbor-joining 3)Massima parsimonia Qual è la % di somiglianza di due sequenze con E < 10-^50? 1)Non è possibile stabilirlo 2)> 50% 3)> 80% Quale sequenza contiene il pattern A-x-[ALV]-V-N(2)? 1)ALVNNFVA 2)LAMVVTNN 3)LALVVNNA A e B sono proteine catalasi di 2 specie di primati, con quale matrice è meglio confrontarle? 1)BLOSUM 2)PAM 3)BLOSUM