Практиум 8

Сигналы и мотивы.

Теломерные повторы.

Я выбрала теломерные повторы в качестве сигнала в геноме. Теломер предстовляет мобой высокоспециализировванные ДНК-белковыне компелексы, котроые защищают хромосому от деградации и слияния. Теломерная ДНК у человека чаще весго состоит из дистальных повторов TTAGGG, так же есть варианты TTGGGG и TGAGGGGG. Этот сигнал адрессован теломер-связывающим белкам, котрые свяжутся с этими последовательностями, из-за нависания G-цепи, образуется защищающая конец T-петля. Теломерные повторы являются сильным сигналом, так как во всех хромосомах теломерная область хорошо защищена.

Список литературы:

Martínez, P., Blasco, M. Telomeric and extra-telomeric roles for telomerase and the telomere-binding proteins. Nat Rev Cancer 11, 161–176 (2011). https://doi.org/10.1038/nrc3025

Janet Lindsey, Niolette I. McGill, Leon A. Lindsey, Daryll K. Green, Howard J. Cooke, In vivo loss of telomeric repeats with age in humans, Mutation Research/DNAging, Volume 256, Issue 1, 1991, Pages 45-48, ISSN 0921-8734, https://doi.org/10.1016/0921-8734(91)90032-7.

Построение PWM для последовательностей Шайна-Дальгарно.

Для изучения я выброла бактерию Bacillus subtilis NRS6116.

Ссылка на аннотированную геномную сборку

С помощью скрипта, котрый я взяла у Каримовой Карины (с ее разрешения), были найдены последовательности длиной 20 пн до старт-кодона, затем из них была отобрана обучающая выборка — последовательности длиной 6, которые имеют не больше 1 несовпадающей пары с последовательностью Шайна-Дальгарно (AGGAGG). В качестве негативной выборки использовались последовательности длиной 20 пн в районе +100 от старт-кодона.

Затем, по обучающей выборке была построена матрица PWM c pseudocount = 0.1 для всех азотистых оснований.

Таблица 1. Матрица PWM последовательностей Шайна-Дальгарно бактерии Bacillus subtilis NRS6116

	баз. частоты	1	2	3	4	5	6
A	0.282	1.087	-1.616	-1.805	1.146	-1.636	-0.941
T	0.283	-1.428	-2.269	-3.267	-2.278	-2.145	-1.357
G	0.217	-1.204	1.426	1.455	-1.142	1.425	1.273
C	0.218	-1.962	-2.932	-2.842	-2.719	-3.114	-1.648

Для всех 6-меров в трех выборках были посчитаны веса по нашей PWM матрице (рис 1-3).

**Рис. 1.** Гистограмма весов последовательностей обучающей выборки

**Рис. 2.** Гистограмма весов 6-меров последовательностей тестовой выборки

**Рис. 3.** Гистограмма весов 6-меров последовательностей негативной выборки

На основе весов, был выбран порог 2.5 и посчитано количество 6-меров, которые, как мы полгагаем, являются данным сигналом.

Таблица 2. Результаты поиска в разных выборках последовательности Шайна-Дальгарно.

	Обучающая выборка	Тестовая выборка	Негативная выборка
Сигнал(+)	3625	4744	611
Сигнал(-)	0	60731	64879

Информационное содержание IC выравнивания равно 8.1. Это очень высокое значение для последовательности из 6 нуклеотидов(максимальное IC в таком случае равнялось бы 12).

С помощью программы WebLOGO 3 был построен LOGO этого сигнала.

Рис. 4. LOGO для последоватльности Шайна-Дальгарно бактерии Bacillus subtilis NRS6116

Все тесты сработали хорошо, выборки хорошо разделились и лого получилось соотвественно достаточно достоверное.