Алгоритмы выравнивания
Целю данного практикума является навык в выполнении выравниваний: глобального по алгоритму Нидельмана-Вунша и локального по алгоритму Смита-Вотермана.
Задание 1
Для сравнения выравниваний гомологичных и негомологичных белков были выбраны 5 пар белков из протеомов штамма K12 кишечной палочки и штамма 168 сенной палочки. Идентификаторы выбранных гомологичных и негомологичных белков, их полные названия, а также результаты задания представлены в xlsx-таблице.
С помощью команд needle и water мы провели выравнивание пар гомологичных и негомологичных белков. Оказалось, что веса выравниваний (score) выше у выравниваний гомологичных белков (самое большое 1359). Процентные идентичность (identity) и похожесть (similarity) в целом также выше у выравниваний гомологичных белков. В глобальных выравниваниях негомологичных белков в несколько раз увеличивается число гэпов, а в локальном становится ниже покрытие по сравнению с выравниваниями гомологичных белков.
Задание 2
Теперь сделаем множественное выравниваие AGAL_BACSU, AGAL_HUMAN, AGAL_MOUSE, AGAL_ORYSJ, AGAL_SCHPO, у которых примерно одинаковая длина последовательностей, с помощью muscle -in agal.fasta -out agal_alignment.fasta
А теперь давайте эксперементировать. Сделаем локальное water и глобальное needle выравнивание AGAL_ORYSJ (из Oryza sativa Japonica Group (Japanese rice)) и AGAL_SCHPO (из организма Schizosaccharomyces pombe 972h-), сравним их между собой и с выраниванием, полученным из множественного, с помощью muscle -profile -in1 agal1-aln.fasta(то, что из множественного) -in2 agal2-aln.fasta(глобальное) -out agal1-2.fasta, и затем muscle -profile -in1 agal1-2.fasta -in2 agal3-aln.fasta(локальное) -out eno1-2-3.fasta. Выравнивание было визуализировано в Jalview
Зеленым цветом выделено локальное выравнивание, а красным- глобальное, сверху - выравнивание из множественного.
Различия в выравниваниях :
- В 275 позиции у A.orysj в muscle находится S, а в needle и water-P
- В позициях 276, 277 в water и needle у A.orysj произошла делеция аминокислот M и T, когда в muscle мы предполагаем, что они гомологичны H и C второй последовательности.
- В позициях 458-477 произошла делеция в water у A.schpo
Из выравниваний можно заметить, что локальное выравнивание намного короче. А также можно говорить о гомологичности, взятых белков, так как есть консервативные блоки из 6 и более столбцов.