Предсказание генов у эукариот

Семестры • Третий семестр • Предсказание генов у эукариот

GENSCAN

Мне был дан фрагмент ДНК из генома человека. С помощью программы GENSCAN я получил таблицу экзонов. В данном фрагменте программа определила только один ген, информация об его экзонах приведена в таблице 1.

Genome Browser

База Genome Browser содержит гены, белки, мРНК и другие объекты, картированные на различные аннотированные геномы. С помощью программы BLAT я провел поиск экзонов в моем фрагменте против полного генома человека. Из выдачи я взял находку с идентичностью 100% и e-value, на два порядка превышающим остальные. Схема последовательностей мРНК, выравненных с моим фрагментом, представлена на рис.1, EST - на рис.2.

На рис.1 я выделил цветом т.н. "семейства" мРНК, близкие по варианту сплайсинга (оценка субъективная и только для удобства, близость цветов не коррелирует с "близостью" вариантов сплайсинга). Сами полоски, представляющие экзоны, выделены красным в случае выхода последовательности мРНК за пределы моего фрагмента.

Видно, что в случае мРНК AF245114 (светло-голубая) и M58051 (голубая) имеет место быть альтернативный сплайсинг с двумя кассетными экзонами (аналогично и с теми же экзонами - мРНК JA667064 и JA667065 (оттенки зеленого)). В случае AF369211 и AF369212 (светло-желтые) первая мРНК имеет альтернативный донорный сайт.

С помощью данных по EST также можно описать альтернативный сплайсинг: например, при рассмотрении CX164388 и AL048843 видно, что первоый содержит удержанный экзон.

Любопытно подобное разнообразие вариантов сплайсинга, наблюдаемое на рис. 2. К сожалению, объяснения этому я не нашел.

BLASTX

Экзон-интронную структуру можно также предсказать с помощью BLAST. При помощи blastx в этом задании я проаннотировал данный мне фрагмент генома Actinidia chinensis (растение, плоды которого известны нам как киви). Поиск против базы SwissProt/UniProt выдает следующую картинку распределения находок по длине фрагмента:

До 80000 нуклеотида четко видно положение пяти предположительных генов, затем же четкого столбика гомологов не наблюдается. Я дополнительно провел поиск blastx только по участку с 80000 по 100000 нуклеотид:

По результатам этого поиска можно предсказать еще два гена, причем последовательность, на этом изображении содержащая два экзона, представляет не один ген, а набор изоформ, кодирующих разные катион/протон антипортеры.

Также я провел поиск против базы RefSeq protein. Результат представлен на рис.5.

Из каждой "колонки" гомологичных генов я выбрал один с самым большим e-value (несколько в случае совпадения) и по ним провел аннотацию экзонов, приеведенную в таблице 2.