Главная страница > Четвертый семестр > Элементарные эволюционные события
Задача данной работы состоит в том, чтобы оценить давление отбора на ген белка PYRG_ECOLI, начиная с момента расхождения кишечной палочки и холерного вибриона.
Для проведения поиска ортологов белка PYRG_ECOLI (последовательность гена pyrG) была использована программа blastp. Ортолог выбирался таким, чтобы совпадение по последовательностям было 60-80% и записи имели сходные аннотации. Поиск проводился по белкам холерного вибриона (Vibrio cholerae). Найденный ортолог (подходит и по ID и по описанию) - CTP synthase [Vibrio cholerae NCTC 8457]: последовательности белка и гена.
Сравнение с помощью программы needle
С помощью программы needle были построены попарные выравнивания белковых и нуклеотидный последовательностей белка PYRG_ECOLI и его ортолога (параметры needle по умолчанию: gapopen 10, gapextend 0.5). В полученном "нуклеотидном выравнивании" обнаружено большое количество внутренних гэпов (есть и краевые гэпы, но их needle не учитывает), чего не наблюдается в "белковом выравнивании". Подобное несоответствие указывает на то, что нуклеотидное выравнивание неверно и необходимо избавиться от гэпов Чтобы уменьшить количество гэпов в нуклеотидном выравнивании, я увеличил штрафы вдвое (gapopen 20, gapextend 1). В полученном таким образом выравнивании внутренних гэпов уже нет. И вот уже по данному выравниванию можно предположить какие в изменения (трансверсии, транзиции, были ли замены синонимичны или нет, и т.д.) претерпевала последовательность в ходе эволюции.
PAL2NAL - программа, которая по заданному множественному выравниванию белковых последовательностей и по соответствующим нуклеотидным последовательностям, строит нуклеотидное выравнивние с разбивкой на кодоны, а также способна оценить давление отбора на эволюцию заданных белков.
На вход программе было подано белковое выравнивание заданных белков и их нуклеотидные последовательности. В итоге было получено
два файла: один с нуклеотидным выравниванием с разбивкой на кодоны, а второй с подсчетом
Ka/Ks для сравниваемых генов. По первому файлу очень удобно прослеживаются все произошедшие замены, как синонимичные так
и не синонимичные. Для получения второго файла в меню "Option settings" пришлось выбрать "Remove gaps, inframe stop kodons" - Yes и "Calculate Ka and Ks" - Yes.
Ka/Ks оказался равен 0.0712. Это говорит о том, что на ген pyrG действует стабилизирующий отбор. Это говорит о том, что данный белок
в ходе эволюции не подвергся серьезным изменениям. Данный белок участвует в пиримидиновом синтезе, а именно катализирует реакцию
превращения УТФ в ЦТФ. Видимо это и объясняет такую консервативность белка, ведь практически все белки тем или иным образом
"обслуживающие" ДНК крайне консервативны.
© Алипер Александр Миронович