bioinformatique Initiation la bioinformatique La bioinformatique Cest quoi

bioinformatique Initiation à la bioinformatique

La bioinformatique. C’est quoi ?

La bioinformatique. C’est quoi ? Ø La bioinformatique est une discipline qui permet d’appliquer des outils informatiques à l’étude et à la gestion des données biologiques. . Ø La bioinformatique met en jeu plusieurs champs disciplinaires : Informatique Mathématiques formelles Biologie Statistiques

Définitions Donnée : Donnée = une valeur (avec ses unités, son nom, . . . ) Ex : la glycémie de monsieur X est de 1, 5 g/l Information : Information = donnée + sens C'est une donnée associée à son interprétation Ex : la glycémie de monsieur X est de 1, 5 g/l, donc monsieur X est diabétique Connaissance : Connaissance = information suffisamment générale pour être réutilisée dans un autre contexte Ex : si la glycémie est supérieure à 1 g/l, le patient est diabétique => s'applique à monsieur X mais aussi aux autres patients Informatique : Informatique = science du traitement automatique des données, afin de générer de l'information et de la connaissance

Donnée, information ou connaissance ? 1 - Il fait froid dehors, le thermomètre indique 2°C ! 2 - Ces raviolis doivent être cuits pendant 8 minutes 3 - L'ARN polymérase se fixe au niveau de la boîte TATA

Système d'information : Système permettant de regrouper, classer et diffuser de l'information. Objectif : donner la bonne information à la bonne personne et au bon moment Exemples : Gestion humaine, Gestion documentaire, Gestion d'un stock de marchandise, Gestion des remboursements par la sécurité sociale. . . Aujourd'hui de plus en plus des systèmes informatiques Mais pas nécessairement Ex : carnet de santé

Base de données : données organisées et structurées de sorte à pouvoir stocker et manipuler de grandes quantités de données Les données sont organisées selon un modèle de données Ex : dans une base de données de gènes, chaque gène est structuré de la même manière, avec par exemple son nom, sa séquence, etc Abréviation BD (database, DB en anglais) Sur les schémas, les bases de données sont représentés par des cylindres

Bases de données en bioinformatique ● Nombreuses bases de données en bioinformatique ● Données issues d'expériences, de publications, d'analyses faites à la main par des chercheurs ● Données issues d'extractions ou de raisonnements automatiques ● La plupart de ces bases sont accessibles librement sur Internet ● Banque de données : base de données orientée vers la consultation et le recueil des données ● Chaque base propose un accès simplifié via un site web spécifique qui propose des fonctions de : ● Recherche ● Visualisation des données ● Lien vers d'autres bases – => Les différentes bases sont inter-connectées entre elles ● Beaucoup de redondance d'une base à l'autre

La bioinformatique. Pourquoi ? La bioinformatique a différents objectifs et différentes applications : 1 -Collecter et stocker des informations dans des bases de données, accessibles en ligne. Explosion de la quantité de données biologiques nécessitant des outils de stockage adaptés

https: //www. ncbi. nlm. nih. gov/refseq/statistics/

https: //www. ncbi. nlm. nih. gov/refseq/statistics/

La bioinformatique. Pourquoi ? La bioinformatique a différents objectifs et différentes applications : 2 -Fournir des outils de comparaison de séquences (protéiques ou nucléotidiques). Séquence de référence Identification ? Points communs ? Séquence à analyser Objectifs : -identifier une séquence par rapport à une base de données -déterminer le degré de similitudes entre deux séquences (intérêt en taxonomie) -repérer des motifs structuraux : -gènes, promoteurs, etc. pour un nucléotide. -zone de repliement, site actif, etc. pour un polypeptide.

La bioinformatique. Pourquoi ? La bioinformatique a différents objectifs et différentes applications : 3 -Fournir des outils de traduction de séquences. Séquence nucléotidique Traduction Séquence polypeptidique Objectifs : -simplifier les taches de traduction -proposer plusieurs possibilités de protéines pour une même séquence -repérer exons / introns

La bioinformatique. Pourquoi ? La bioinformatique a différents objectifs et différentes applications : 4 -Fournir des outils de prédiction Prédiction physiologique et fonctionnelle Objectifs : -repérer un opéron -repérer un gène ou une protéine anormale -prévoir la structure 3 D d’une protéine -repérer des mutations -prédire une pathologie… Prédiction expérimentale Objectifs : -repérer des sites de restriction -prévoir la digestion d’un nucléotide -prévoir / simuler la migration de fragments nucléotidiques ou protéiques lors d’une électrophorèse…

La bioinformatique. Pourquoi ? Analyse de séquences Séquence nucléotidique Gène Protéine Fonction biochimique Activité biologique Prédiction / simulation expérimentale Biologie in silico

La bioinformatique. Quelques repères historiques…

Quelques repères historiques… Années 80 : - Début de la micro-informatique - Création des premières bases de données (GENBANK) Années 90 : - Développement de l’internet et des réseaux - Apparition des logiciels de comparaison de séquences (FASTA, BLAST) Années 2000 : -Consultation libre en ligne des bases de données -Mutualisation des données avec les projets de séquençages de génomes

Les bases de données Le cœur de la bioinformatique…

Les bases de données Ø Différentes catégories de bases de données : Bases de données bioinformatiques Bases généralistes Bases spécialisées -banque N -banque P Banques génomiques fonctionnelles : -transcriptome Difficultés !! -protéome -Harmoniser le classement des informations -métabolome… -Utiliser un langage commun pour échanger des informations entre toutes ces bases

Les bases de données Ø Harmonisation des fiches de données Exemple de la fiche GENBANK d’un plasmide d’E. faecalis

Les bases de données Ø Harmonisation des fiches de données Suite de la fiche GENBANK d’un plasmide d’E. faecalis

Les bases de données Ø Harmonisation des fiches de données Fin de la fiche GENBANK d’un plasmide d’E. faecalis

Les bases de données Ø Harmonisation des fiches de données En résumé, une fiche comporte de nombreuses informations : Locus Identificateur (nom et taille de la séquence) Definition Description de la séquence Accession / version Numéro d’accès dans la base Keyword / Source / Organism / Reference / Authors / Title / Journal Informations diverses (taxonomie, publications…) Features Caractéristiques de la séquence / produits d’expression Origin Séquence (par blocs de caractères / par lignes) // Fin de l’entrée dans la base

Les bases de données Ø Format commun de manipulation des données : le format FASTA (Fast – alignment) Objectif : manipuler facilement des séquences dans les bases de données, à l’aide d’un format universel, compatibles avec les traitements de texte (sous forme de fichier texte), ou par copier – coller. Exemple de la fiche précédente du plasmide d’E. faecalis en format FASTA :

Les bases de données Ø Format commun de manipulation des données : le format FASTA (Fast – alignment) Remarques : -Les bases nucléotidiques ne référencient que des monobrins d’ADN (même si la séquence soumise est de l’ADN bicaténaire ou de l’ARN) la séquence est toujours dans le sens 5’P – 3’OH -Les séquences nucléotidiques selon le degré de précision de l’enregistrement seront écrites le plus souvent avec A, T, C et G et/ou avec R, Y (base pu. Rique A et G / base p. Yrimidique C et T) et/ou K, M (base Keto G et T / base a. Mino A et C). -Les bases protéiques sont référencées : avec la séquence dans le sens N vers C terminal avec le symboles d’acides aminés à 1 lettre

Principe de la comparaison de séquences La comparaison de séquences est l’outil central en bioinformatique : Repose sur des calculs matriciels ou des algorithmes complexes qui rendent des résultats sous forme de données statistiques (% match, score, e-value…) Logiciel d’alignement le plus connu = BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) Alignement de séquences Démarche globale : Score de similitude Degré d’homologie Identification, prédiction de structure de propriétés, de fonction

Principe de la comparaison de séquences Principe du calcul des scores d’alignement : Exemple : Séquence de référence : AAA TTT GGG CCC Séquence 1 à analyser : AAA CCC GGG CCC Alignement : AAA TTT GGG CCC AAA CCC GGG CCC Non identité (mismatch) Séquence 2 à analyser : AAA TTT CCC Alignement : AAA TTT GGG CCC AAA TTT - - - CCC Non correspondance (gap) Score d’alignement = Somme des scores individuels (avec identité (match) = +2, non identité = -1 et gap -8) Score de la séquence 1: Score de la séquence 2: 2+2+2 -1 -1 -1+2+2+2 = 15 2+2+2 -8+2+2+2 = 10

Principe de la comparaison de séquences Principe du calcul des scores d’alignement : Ø En pratique, plus le score d’alignement est élevé, plus les séquences sont similaires et présenteront des propriétés et des fonctions proches. plus de 70% de similarité permettent d’affirmer qu’il y a homologie

Ou trouver les outils de bioinformatique ?

Où trouver les outils de bioinformatique ? Ø Outils indépendants, autonomes, en accès libre via internet (soit à utiliser en ligne, soit à télécharger sous forme d’installeurs). on les recherche par l’intermédiaire d’un moteur de recherche Ø Portails de bioinformatiques, fonctionnant en ligne, et comportant plusieurs outils en accès libre ou payant. Exemples : - EBI (European Bioinformatics Institute) http: //www. ebi. ac. uk - NCBI (National Center for Biotechnology Information) http: //www. ncbi. nlm. nih. gov

Où trouver les outils de bioinformatique ? Le portail EBI

Où trouver les outils de bioinformatique ? Le portail NCBI

Où trouver les outils de bioinformatique ? Le logiciel BLAST accessible depuis le portail

Google : 15 astuces pour devenir un pro de la recherche Google offre un moteur de recherche puissant que vous pouvez rendre encore plus efficace en utilisant des préfixes, des opérateurs et des caractères spéciaux.

Un navigateur est un logiciel qui affiche des pages web, alors qu'un moteur de recherche est un site web qui aide les utilisateurs à trouver les pages web d'autres sites web

Liste des 10 Meilleurs navigateurs Web pour Windows en 2019 1. Google Chrome – Meilleur navigateurs Web pour Windows: (Windows, Linux, Mac OS, Android, i. OS, Chrome OS. ) 2. Mozilla Firefox – Meilleure alternative Chrome Windows, Linux, mac. OS, Android, i. OS, BSD 3. Microsoft Edge Windows 10, Xbox One, Android, i. OS 4. Opera 5. Chromium 6. Vivaldi 7. Torch Browser 8. UC Browser 9. Maxthon: 10. Brave:

Le top des moteurs de recherche dans le monde 1 - Le meilleur moteur de recherche du monde : Google 88. 47% de l’ensemble des recherches mondiales (avril. 2019). Le moteur de recherches est créé en 1996 par Sergey Brin et Larry Page, mais saviez-vous que les deux associés ont proposé de vendre Google en 1999, à l’entreprise Internet Excite, pour seulement 750 000 $ ? Aujourd’hui, Google et sa maison mère Alphabet sont valorisés à hauteur de plus de 750 milliards de dollars. 2 - Bing 2. 34 % “Best Is Not Google” n° 3: Yahoo! 1. 64% n° 4: Baidu 0. 92 % n° 5: Yandex 0. 46%

01 1 - Utilisez L’anglais insuline Environ 6 30 00 résultats insulin Environ 103 00 00 résultats L’anglais est la langue n° 1 dans de nombreux secteurs comme le commerce, les technologies, la science, la communication et bien d’autres encore.

02 - Utilisez les termes scientifiques Les vocabulaires scientifiques et techniques human Environ 10 20 00 00 résultats homo sapiens Environ 61 00 00 résultats

03 - Utilisez les guillemets Lorsque vous tapez les mots de votre requête, Google recherche les pages contenant tous ces mots, dans n’importe quel ordre. Si vous recherchez une phrase spécifique, par exemple « nouvelle molécule anticancer » , mieux vaut utiliser les guillemets. Ces derniers sont également utiles pour forcer l’orthographe d’un mot. En effet, Google peut parfois estimer que l’orthographe d’un mot est inexacte - alors que ce n’est pas le cas - et renvoyer des résultats qui ne vous conviendront pas.

04 - Utilisez l’étoile si vous ne connaissez pas le mot Si vous doutez d’un mot dans l'une de vos requêtes, vous pouvez le remplacer par le caractère étoile. Par exemple, tapez « * est la molécule de la vie» pour obtenir la célèbre expression. En cas de besoin, vous pouvez utiliser plusieurs fois l’étoile dans votre phrase pour remplacer chaque mot manquant.

05 Utilisez le symbole - pour exclure des mots Le symbole - vous permet d’exclure certains mots des résultats de votre recherche. Il faut juste penser à ne pas laisser d’espace entre le symbole et le mot concerné. Par exemple, vous pouvez taper « smartphone haut de gamme » -Samsung pour que la marque coréenne ne soit pas présente dans les résultats de votre recherche.

06 Cherchez un mot OR un autre AND Si vous effectuez une recherche sur plusieurs mots, Google va cher les pages qui comportent tous les mots. Pour cher l'un ou l'autre de ces mots, il faut les séparer avec l’opérateur OR ( « ou » en anglais). Par exemple, la recherche Hormone OR Vitamine retourne les pages qui contiennent l'un des deux molécules. (mot 1 OR mot 2 OR mot 3 OR mot 4…). Hormone AND Vitamine

07 - Limitez le champ de vos recherches à un seul site Pour limiter vos recherches à un site spécifique, employez le préfixe site: suivi du nom du site, par exemple « site: 01 net. com » . Vous n’avez pas besoin de taper www avant le nom du site: 01 net. com iphone

08 Utilisez le caractère étoile pour des recherches plus génériques, par exemple site: *. dz pour recher uniquement dans les sites algériens.

09 - Recherchez uniquement dans le texte, le titre ou l’URL de la page Web Pour faire une recherche d’un mot uniquement présent dans le texte d’une page, utilisez le préfixe intext: suivi par le mot (sans espace entre les deux termes). allintext: qui indique tous les mots qui vont suivre doivent être recherchés dans le texte de la page. Ainsi la recherche allintext: mot 1 mot 2 mot 3 est identique à intext: mot 1 intext: mot 2 intext: mot 3. intext: insulin allintext: "université" "algerie" "bouira"

Pour recher uniquement dans le titre, utilisez les préfixes intitle: et allintitle: (allintitle: concerne tous les mots qui suivent, de façon similaire à allintext: ). Pour une recherche uniquement dans l’adresse Web, utilisez inurl: et allinurl: .

10 Recherchez un type de fichier particulier Google permet de faire des recherches sur Internet dans des fichiers plutôt que dans des pages Web. Par exemple, placez filetype: pdf au début de votre requête pour trouver des fichiers au format PDF, tels que de la documentation. filetype: pdf GLUCAGONE Dans les types de fichiers à indiquer après filetype: Google permet de cher, entre autres, dans les documents textes (txt, rtf), Microsoft (doc, docx, xlsx, pptx) ou Open. Office (odp, ods, odt).

11 Recherchez des images semblables à une image fournie Google peut faire des recherches sur du texte, mais aussi sur des images. Allez sur le site images. google. com et cliquez sur l’icône de l’appareil photo. Le site vous propose de charger un fichier contenant une image, ou d’indiquer son adresse Web. Vous obtenez alors comme résultats de cette requête les sites Web contenant votre image, mais aussi des photos similaires.

12 Trouvez des sites similaires à votre site préféré Pour trouver des sites Web qui sont proches d’un site existant, ajoutez le préfixe related: par exemple en tapant related: Uniprot. org.

13 Utilisez le dictionnaire et le traducteur de Google Avec le préfixe définir: , vous obtenez directement la traduction d’un mot, par exemple en tapant definir: hypoglycémie. Vous avez également accès à une fonction de traduction que vous pouvez activer directement par le préfixe traduire: . Il ne vous reste qu’à choisir la langue de départ et celle d’arrivée.

14 - Calculez et convertissez Besoin de faire une opération mathématique ? Pas besoin de calculatrice. Tapez-la dans la barre de recherche de Google, par exemple 123 + 456, pour obtenir le résultat. Il est même possible d’afficher la courbe d’une fonction mathématique en entrant sa définition. cos(x)-7*x 100 EURO=USD

15 - Activez le formulaire de recherche avancée Enfin, Google dispose d’un formulaire de recherche avancée. Pour y accéder, allez sur ce site.