Учебная страница курса биоинформатики,
год поступления 2022

Семестры Студенты Преподаватели

• 2023
• 2021
• 2020
• 2019
• 2018
• 2017
• 2016
• 2015

• ...

Указания

Pfam методы

1. Выберите семейство доменов из Pfam для работы

Я скачал из Pfam список всех семейств с информацией полезной для выбора семейства

Если знаете какие-нибудь интересные белки, то можете поискать в Pfam legacy по ключевым словам или AC записи Uniprot (Jump to).

На странице домена проверьте размеры выборок seed и full (по ссылке alignment), доменные архитектуры

2. Опишите семейство доменов

1. Что включить в описание указано в задании. Формальные данные про семейство есть в таблице, из которой вы выбирали семейство.

2. Зайдите на страницу выбранного семейства в Pfam через Jamp to. На странице семейства есть ссылки на описания семейства в других БД и на литературу.

3. Используйте ссылки architectures и species

3. Опишите выравнивание seed с точки зрения гомологичности всех последовательностей или их подмножества

Терминология

Блок определяется подмножеством последовательностей и участком от позиции S (start) до позиции E (end) выравнивания. Если подмножество содержит K последовательностей соберем их в выравнивании сверху. Блок задаётся так (последовательности с 1-й по K-ю; позиции от S-той до E-той)

Блок без гэпов это блок, в выравнивании которого нет НИ ОДНОГО гэпа

Блок достоверный, т.е. можно считать, что выравнивание в нем соответствует эволюционному, если

1. он без гэпов
2. первая позиция блока консервативна или функционально консервативна в блоке (а не во всем выравнивании)
3. то же условие на последнюю позицию блока

Чем больше консервативных позиций в блоке, и чем чаще они идут в блоке, тем достоверность блока выше.

Достоверный блок максимален если

1. нельзя добавить последовательность к блоку так, чтобы не уменьшить его достоверность
2. нельзя расширить его с N или C конца так, чтобы не уменьшить его достоверность

JalView методы

У нас в Jalview открыто выравнивание. Как

Этапы

1) Скачайте выравнивание seed со страницы семейства в Pfam. Следите, чтобы в файле расширение было таким, чтобы Jalview открывал файл по щелчку (.fasta а не .txt)

2) Откройте выравнивание в Jalview. Поиграйте с раскраской разными способами.

• Первый выбор Color => Clustal. В этой раскраске сходные по свойствам а.к. красятся в один цвет

• Важная возможность Color => Above identity threshold (и modify identity threshold)

• Сначала установите порог identity равным 100%. Увидите абсолютно консервативные позиции (одна и та же а.к. у всех последовательностей), если они есть
• Снижайте порог и наблюдайте.

3) Опишите максимальные достоверные блоки, включающие все последовательности - если таковые имеются.

4) Опишите один максимальный достоверный блок, включающий не все последовательности. Если есть другие максимальные блоки с тем же подмножеством последовательностей, то опишите их.

5) Опишите один участок выравнивания, в котором нет никаких достоверных подблоков, и потому маловероятно, что выравнивание на этом участке отражает ход эволюции.

6) Если на предыдущий вопрос не нашлось примера, то приведите пример блока, не содержащего все последовательности, в котором маловероятно, что выравнивание отражает ход эволюции.

7) сделайте вывод о выравнивании в отношении того насколько и в каких частях оно отражает гомологию последовательностей.

4. Верно ли, что домены, входящие в состав белков с разной доменной архитектурой достоверно различаются?

Этапы

1. Составить список белков с первой доменной архитектурой и со второй доменной архитектурой. Варианты как это сделать такие.
   1. Есть программный доступ, но я им не пользовался, значит, не могу объяснить.
   2. Некрасивый. На странице architecture на сайте Pfam открыть (show) список последовательностей с рисунками, скопировать его и вставить в текстовый файл.
   3. Более технологичный, но и более долгий. Скачать из Uniprot таблицу с белками с нужным доменом, содержащую сведения обо всех доменах Pfam в белке.

      • Uniprot => search advanced.

      • Поле для поиска в окне выбираете cross-reference далее family and domain databases далее Pfam вводите AC своего домена => Search

      • Выбираете колонки для сохранения таблицы. Обязательно Entry (AC), Entry name (ID), External resources => Family and domain: Pfam. Можно добавить sequence length. Из сохраненной таблицы получаете списки белков с нужной архитектурой.

2. Получить выравнивание доменов, в котором белки с 1й доменной архитектурой расположены сверху, а со 2й -снизу
   1. Пишете скрипт (или руками, если мало последовательностей), чтобы вставить 1 перед именами последовательностей с 1й архитектурой, и 2 - перед именами последовательностей со 2й архитектурой
   2. Открываете в Jalview и сортируете последовательности по ID. Вот и готово:)
3. Ищете достоверные блоки для подмножеств белков с 1й и 2й архитектурой.
4. Описываете что получилось: разделились или нет

В ответе - выравнивание, содержащее обе подгруппы и координаты достоверных блоков, если нашлись.

Рекомендуемое число последовательностей в выравнивании для анализа - в пределах пары сотен. Чтобы была возможность просмотреть всё выравнивание. Но не менее пары 1 - 2 десятков. Соответственно, выбирайте seed или full.

Одна из возможностей уменьшить число последовательностей в выравнивании - из почти совпадающих (идентичность больше порога, например, 90%) оставить одну: Edit => Remove redundancy

Всё делать в Jalview. Нужны знания возможностей Jalview и острый взгляд:).

Главная кнопка в Jalview Esc или Ctrl A. Эффект один - выделенным множеством становятся все последовательности. Иначе у вас может случайно оказаться выделенной одна последовательность, а многие команды относятся только к выделенному множеству.

На лекции будет демонстрация как выполнять это задание.

Выделите небольшой участок (2 или немножко больше колонок) выравнивания с почти, но не совсем консервативными колонками. Select => Make groups for selection. Если появились достаточно крупные группы - Calculate => Sort => by GRoup. Став курсором на группу, правой кнопкой, selection => Edit group => Group color и выбираете вид раскраски. и смотрите, что консервативно в Этой группе, и не встречается в остальных. Это и есть различие.

Группы можно переопределить самому, если надо. Соберите нужные последовательности рядом. Перемещение - стрелочками. Выделите последовательности и создайте из них группу открыв selection правой кнопкой мыши.