Учебный сайт Екатерины Швецовой

Выравнивания последовательностей

С помощью выравниваний можно изобразить предполагаемое сходство последовательностей. Для построения выравниваний в рамках выполнения заданий данного практикума я использовала программу Jalview.

Поиск гомологичных участков

Скачать проект задания

Гомологичные участки я искала для выравнивания aln1_5.fa. Фрагмент выравнивания представлен на рис. 1. Всего в данном выравнивании я нашла по крайней мере три предположительно консервативных участка, для которых можно ожидать гомологию между остатками всех последовательностей, два из них изображены на рис. 2 и рис. 3.

Фрагмент выравнивания

Рис. 1. Фрагмент выравнивания в раскраске BLOSUM62. Консервативность "By Conservation" 70%.

Первый гомологичный участок

Рис. 2. Первый гомологичный участок в раскраске ClustalX. Консервативность "Above identity threshold" >70%.

Второй гомологичный участок

Рис. 3. Второй гомологичный участок в раскраске ClustalX. Консервативность "Above identity threshold" >70%.

Для поиска участка, гомологичного для двух последовательностей, а для остальных скорее негомологичного, я воспользовалась программой для построения "деревьев", отражающих идентичность выбранных последовательностей. На рис. 4 представлено дерево, показывающее идентичность последовательностей в данном выравнивании. По рисунку видно, что последовательности CALJA и CRIGR достаточно близки и предположительно могут содержать искомый фрагмент. Посмотрев на выравнивание двух данных последовательностей, я выделила участок, представленный на рис. 5 сверху. Снизу представлено выравнивание данного участка по всем последовательностям. Если сравнить два рисунка, то можно заметить, что остальные последовательности скорее негомологичны первым двум, особенно в конце, начиная с 30-й аминокислоты фрагмента.

Дерево

Рис. 4. "Дерево", показывающее идентичность последовательностей выравнивания.

Выравнивание двух последовательностей
Выравнивание участка с двумя гомологичными последовательностями

Рис. 5. Участок выравнивания, на котором гомологичны последовательности CALJA и CRIGR, но остальные последовательности скорее негомологичны им. В раскраске ClustalX, консервативность "Above identity threshold" >70%.

Подсчёт числа консервативных позиций.

Для подсчёта числа консервативных участков я использовала первый гомологичный участок, представленный на рис. 2. Всего позиций в участке выравнивания - 21. Абсолютно консервативных позиций (тех, в которых во всех последовательностях один и тот же остаток) - 8 (что составляет 38%). Позиций, консервативных на 70 и более процентов - 13 (что составляет 61,9%). Абсолютно функционально консервативных позиций (тех, в которых во всех последовательностях остаток из одной и той же группы; последовательности одной и той же группы на рис. 6 покрашены в один и тот же цвет) - 13 (что составляет 61,9%). Позиций, абсолютно функционально консервативных на 70 и более процентов - 19 (что составляет 90,5%).

Первый гомологичный участок

Рис. 6. Первый гомологичный участок в раскраске ClustalX.

Подсчёт числа позиций с гепами участка выравнивания.

Скачать проект задания

Для выполнения следующего задания нужно было найти участнок с близко расположенными вертикальными блоками. Выбранный мной участок изображен на рис. 7. Всего позиций в участке выравнивания - 70, позиций с гепами - 13 (что составляет 18,6%).

Выравнивание участка с двумя гомологичными последовательностями

Рис. 7. Участок с близко расположенными вертикальными блоками в раскраске ClustalX. Консервативность "Above identity threshold" >70%.

Выравнивание дополнительной последовательности относительно блока.

Скачать проект задания

Я добавила дополнительную последовательность seqdump1_5.fasta в моё выравнивание и вручную выровняла её по первому блоку. Получившееся выравнивание показано на рис. 8.

Выравнивание последовательности

Рис. 8. Выравнивание первого блока и последовательности в раскраске ClustalX. Консервативность "Above identity threshold" >70%.

Консенсус и LOGO выбранного блока.

Консенсусная последовательность первого блока выглядит следующим образом:

>Consensus/1-21 Percentage Identity Consensus
KATKTLAIVLGVFICCWLPFF

С помощью сервиса weblogo я получила LOGO выбранного блока, см. рис. 9.

LOGO первого блока

Рис. 9. LOGO выбранного блока выравнивания.

"Выравнивание" заведомо негомологичных белков.

Скачать проект задания

Для выполнения этого задания я скачала из базы данных Uniprot 7 последовательностей белков, с которыми работают другие студенты моего курса. С помощью Jalview я построила выравнивание этих последовательностей. Файл с выравниванием находится здесь, в формате .jar - здесь. Изображения двух самых лучших блоков выравнивания представлены на рис. 10 и рис. 11. Видно, что последовательности действительно негомологичны, т. к. при увеличении консервативности до 70% количество выделенных позиций резко уменьшается.

Блок 1 рисунок 1 Блок 1 рисунок 2

Рис. 10. Первый вырбанный блок выравнивания негомологичных последовательностей в раскраске ClustalX. В левой части консервативность меньше 0%, справа - больше 70%.

Блок 2 рисунок 1 Блок 2 рисунок 2

Рис. 11. Второй вырбанный блок выравнивания негомологичных последовательностей в раскраске ClustalX. В левой части консервативность меньше 0%, справа - больше 70%.

©Shvetsova Ekaterina, FBB MSU, 2013
Дата последнего изменения: 07.12.2016