Matériel

Introduction (mercredi 7 janvier)
Acétates : PDF (le fichier n'inclut pas les animations)
Références
Alignement (9-21 janvier)
Acétates : PDF
Références
  • Notes de cours sur l'alignement de deux séquences par Robert Giegerich et David Wheeler à l'École Virtuelle de Sciences Naturelles, Bielefeld/Allemagne (en anglais).
  • Mount ch. 3 jusqu'à page 96;ou Durbin 2.1-2.4, 2.8; ou Gusfield ch. 11.
Exercices
  • Exercice pour l'alignement global de deux séquences:
    1. Les deux séquences sont les suivantes.
      	>souris
      	MSALLILALVGAAVAFPVDDDDKIVGGYTCRESSVPYQVSLNAGYHFCGGSLINDQWVVSAAHCYKYRIQ
      	VRLGEHNINVLEGNEQFVDSAKIIRHPNYNSWTLDNDIMLIKLASPVTLNARVASVPLPSSCAPAGTQCL
      	ISGWGNTLSNGVNNPDLLQCVDAPVLPQADCEASYPGDITNNMICVGFLEGGKDSCQGDSGGPVVCNGEL
      	QGIVSWGYGCAQPDAPGVYTKVCNYVDWIQNTIADN
      	
      	>grenouille
      	MKFLVILVLLGAAVAFEDDDKIVGGFTCAKNAVPYQVSLNAGYHFCGGSLINSQWVVSAAHCYKSRIQVR
      	LGEHNIALNEGTEQFIDSQKVIKHPNYNSRNLDNDIMLIKLSTTARLSANIQSVPLPSACASAGTNCLIS
      	GWGNTLSSGTNYPDLLQCLNAPILTDSQCSNSYPGEITKNMFCAGFLAGGKDSCQGDSGGPVVCNGQLQG
      	VVSWGYGCAQRNYPGVYTKVCNFVTWIQSTISSN
      	
      Il s'agit de séquences P07146 et P70059.
    2. Alignez les deux séquences: utilisez l'interface EMBOSS needle. Copiez les deux séquences (enter the sequence data manually here) ci-dessus et pressez Run (vérifiez qu'il n'y a pas de lignes vides avant >souris. et >grenouille). Les options de défaut sont OK.
    3. L'alignment peut être visualisé par prettyplot en couleur: choisissez MSF Format pour le format avec needle, copiez ou sauvegardez l'alignement trouvé.
  • Exercice pour l'alignement local de deux séquences:
    1. On va aligner la séquence protéique du gène humain HOXA5 et celle du gène HOXD3 du poulet. Suivez le lien en bas de la page pour le FASTA format.
    2. Notez que les longueurs et compositions des deux séquences sont assez différentes. (Si vous voulez vous convaincre, essayez de les aligner avec needle et afficher l'alignement global avec prettyplot comme dans l'exercice précédent.)
    3. Performez un alignement local avec water, une implémentation de l'algorithme Smith-Waterman. Utilisez un gros coût pour des espaces/trous (p.e. gap opening penalty=23, gap extension penalty=0.5, matrice de défaut). L'alignement devrait trouver le homeobox présent dans tous les deux gènes (vérifiez sur le NiceProt view de Swiss-Prot, sous Features). Est-ce que les mêmes régions sont trouvées avec d'autres paramètres de score?
  • Un génome annoté
    Région promoteur sigma A pour l'opéron lactose de la colibacille dont je parlais au cours. Identifiez le -10 box (séquence typique TTGACA) et le -35 box (séquence typique TATAAT) dans la région promoteur. Est-ce que les séquences actuelles sont identiques aux séquences typiques? Pour savoir plus sur les mécanismes de régulation de l'expression génétique, vous pouvez consulter les notes de cours sur le synthèse de protéines chez les procaryotes, par Alain Francina de l'Université Lyon 1.
Recherche de séquences (23 janvier - 3 février)
Acétates : PDF ; dessin aléatoire en PostScript sur page 32 (hélas PDF ne permet pas de randomisation).
Références
Liens
Alignement multiple (3 - 20 février)
Acétates : PDF
Références
  • Alignement multiple : Mount ch 4; ou Durbin 6-6.4; ou Gusfield 14-14.5 et 14.10.
  • Modèles de Markov caché : l'article de Bréhélin et Gascuel; ou Durbin 5-5.4, 6.5.
  • Laurent Bréhélin et Olivier Gascuel. Modèles de Markov cachés et apprentissage de séquences. Le temps, l'espace et l'évolutif en sciences du traitement de l'information, Éditions Cépaduès, H. Prade, R. Jeansoulin et C. Garbay éditeurs, p. 407-421, 2000. Vous pouvez télécharger une copie locale. Un excellent article (Bréhélin et Gascuel) en français sur les modèles de Markov cachés et leur leur utilisation pour l'alignement. Vous y trouvez tout ce qui est nécessaire, les articles de revue par Rabiner et Eddy ci-dessous sont optionnels.
  • Lawrence R. Rabiner. A tutorial on Hidden Markov Models and selected applications in speech recognition. Proceedings of the IEEE, volume 77, issue 2, pages 257-286, février 1989. C'est un article classique sur les HMMs, introduits dans le contexte de reconnaissance de parole. Je vous recommend de le lire au moins jusqu'à la Solution to Problem 3 sur page 264. Vous pouvez télécharger l'article (sur une machine à l'UdeM) ou copier ~csuros/pub/rabiner.pdf sur les machines de DIRO.
  • Sean R. Eddy. Profile hidden Markov models. Bioinformatics, volume 14, issue 9. pages 755-763, 1998. C'est un article de revue que je vous recommend à lire. Vous pouvez télécharger l'article (sur une machine à l'UdeM) ou copier ~csuros/pub/eddy.pdf sur les machines de DIRO.
Liens
  • PROSITE : BD de familles et domaines protéiques (signatures et profiles)
  • PFAM : BD de modèles de Markov caché. Famille de lipocalines : PF00061 dans PFAM, c'est l'exemple que j'ai montré au cours - utilisez le bouton Retrieve alignment pour visualiser l'alignement.
Séquençage de génomes (25 février-12 mars)
Acétates : PDF (le fichier n'inclut pas les animations)
Références
  • E. D. Green. Strategies for the systematic sequencing of complex genomes. Nature Reviews Genetics, 2 : 573-583 (2001). >La version HTML n'est pas accessible sans abonnement mais vous pouvez copier ~csuros/pub/green.pdf sur les machines de DIRO.
  • Huang, X., et A. Madan. CAP3: a DNA sequence assembly program. Genome Research, 9 : 868-877 (1999). C'est l'article qui montre comment calculer tous les chevauchements d'une façon très efficace. Les sections les plus pertinentes : Fast identification of pairs of reads with an overlap et Computation and evaluation of overlaps. >HTML
  • Myers, E. W. Toward simplifying and accurately formulating fragment assembly. Journal of Computational Biology, 2 : 275-290 (1995). Sections 3 et 4 décrivent les transformations du graphe de chevauchements. >Preprint (PDF) sur le site de Gene Myers.
Calcul moléculaire (17 et 19 mars)
Acétates : PDF
Références
  • Clelland C. T., V. Risca, et C. Bancroft. Hiding messages in DNA microdots. Nature, 399 : 533-534 (1999). >HTML
  • Bancroft C., T. Bowler, B. Bowler, et C. T. Clelland. Long-term storage of information in DNA. Science, 293 : 1763-1765 (2001). >HTML
  • Adleman, L. M. Computing with DNA. Scientific American, 279(2) : 54-61, août 1998. C'est l'article vulgarisé sur le calcul de chemins hamiltoniens. >PDF (13 Meg)
  • Y. Benenson, R. Adar, T. Paz-Elizur, Zvi Livneh, et E. Shapiro. DNA molecule provides a computing machine with both data and fuel. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 100(5) : 2192-2196, mars 2003. C'est l'article sur l'automate fini. Vous allez trouver la même présentation sur les pages du labo de Ehud Shapiro. > HTML
Phylogénies (24 mars-2 avril)
Acétates : PDF
Références
  • Mount ch. 6; Gusfield section 17.6.1: parcimonie
Analyse de l'expression de gènes (7 avril)
Acétates : PDF
Références
  • Principes de puces d'ADN de l'ENS.
  • M. B. Eisen, P. T. Spellman, P. O. Brown, et D. Botstein. Cluster analysis and display of genome-wide expression patterns. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 95(25) : 14863-14868, 1998. C'est un des articles pionniers sur le groupemenet hiérarchique appliqué à l'analyse de l'expression de gènes. > HTML