Выравние последовательностей - биоинформатический метод, основанный на сопоставлении биологических цепочек для выявления сходных участков. Сходные участки, чаще всего, указывают на гомологичность отдельных аминокислот, участков или последовательностей целиком.
Для осуществления выравнивания я использовала программу под названием Jalview. Последовательности были взяты из данного файла .
Выравние целиком представлено на Рис.1.
Я выделила два вертикальных блока - блок, где для каждой колонки можно ожидать гомологию между остатками из всех последовательностей. Получившиеся блоки, представлены на Рис.2 и Рис.3. Гомологичны не только те колонки, которые закрашены, но и бесцветные колонки между ними. Т.к. они зажаты между консервативными колонками и вероятность того, что это случайность, очень мала.
 |
 |
| Рис.2 и Рис.3. Вертикальные блоки. Раскраска Clustalx. Консервативность более 70%. | |
Также можно наблюдать за гомологией не всех последовательностей, а только некоторых из них. На Рис.4 выделены 2 последовательности гомологичные друг другу. По рисунку видно, что первые аминокислоты абсолютно сходны друг с другом. Я сделала выравние только этих двух последовательностей. Результат на Рис.5. Оказалось, что последовательности абсолютно одинаковые. Скорее всего, это один и тот же белок.
Более подробная информация о блоке на Рис.2 представлена в Таблице 1. Общее число колонок 18. Половина из них абсолютна консервативна, что еще раз подчеркивает гомологичность этого участка.
Таблица 1. Количесиво и процентное соотношений различных колонок.
| Абсолютно консервативные позиции | Консервативных позиции | Абсолютно функционально консервативные позиции | Функционально консервативные позиции | |
| Количесиво позиций | 9 | 6(не считая аболютно консервативные) | 2(не считая аболютно консервативные) | 0(не считая аболютно функционально консервативные) |
| Процентное соотношение | 50% | 33,3% | 11,1% | 0% |
Между блоками нередко встречаются гэпы. Гэпы соотвествуют вставкам или делециям (инделям). Не всегда можно уверенно сказать, чему именно. На Рис.6 изображены 2 соседних вертикальных блока, между ними гэпы. Вторая последовательность их не содержит. Для всех же остальных гэпы составляют 40% от общего числа колонок между двумя блоками.
Рис.6. Два соседних блока и гэпы между ними. Раскраска Clustalx. Консервативность более 70%.
Здесь можно скачать проект представленного выравнивания.
Проверим на гомологичность еще одну последовательность, просто добавив ее к предыдущему выравниванию. Fasta-файл последовательности можно просмотреть здесь. Далее я выровняла новую последовательность относительно первого блока для предыдущего выравнивания. Результат представлен на Рис.7. Можно считать, что последовательности гомологичны.
Рис.7. Первый блок из предыдущего множественного выравнивания с добавлением последовательности.Раскраска Clustalx. Консервативность более 70%.
Здесь можно скачать проект представленного выравнивания.
Помимо программы Jalview, используют другие программы для выявления консервативности. Одна из таких Logo. На вход она получает консенсусную последовательность, на выход однобуквенные названия аминокислот различного размера. Для моего первоначального выравнивания (без добавления последовательности) эта программа выдает результат, изображенный на Рис.8. Большие буквы соответствуют почти консервативным позициям, маленькие – менее консервативным позициям, х – неконсервативная позиция. Такое графическое представление выравнивания помогает более наглядно увидеть общую картину выравнивания.
Рис.8. Множественное выравнивание в Logo.
Далее я взяла последовательности белков, заведомо не гомологичных друг другу. Файл с последовательностями в fasta формате можно просмотреть здесь . Выравнивание было сделано, используя функцию Muscle with default. Так как найти сходные участки в столь разных последовательностях тяжело, я понизила нижнюю границу консервативности до 50%. Результат на Рис.9.
Далее, на Рис.10 и Рис.11 представлены наиболее консервативные блоки. Но даже имея их, из выравнивания можно утверждать, что последовательности негомологичны из-за огромного количества гэпов, малого количества консервативных позиций даже при раскраске с 50% консервативностью.
 |
 |
| Рис.10 и Рис.11. Вертикальные блоки. Раскраска Clustalx. Консервативность более 50%. | |
Вернуться к 2 семестру