Выравнивание

В данном практикуме я исследовала, как локальные мутации в кодирующей последовательности сказываются на последовательности белка.

Ген белка D-аланин-D-аланиновой лигазы бактерии Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides ATCC 8293 был получен на сайте NCBI. При выполнении задания пригодились материалы практикума 6, а именно направление считывания и координаты гена в геноме. Мною в работе использовались следующие команды пакета EMBOSS:

seqret - нахождение выбранного мною участка в геноме Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides ATCC 8293

transeq - трансляция кодирующей последовательности

needle - реализация алгоритма глобального выравнивания Нидлмана – Вунша

В работе отражено влияние таких мутаций, как делеция, одиночная замена нуклеотидов, вставка нуклеотидов. Мутация могла оказаться синонимической (замена кодона, не приводящая к замене кодируемой аминокислоты), миссенс-мутацией (измененный кодон начинает кодировать другую аминокислоту) или нонсенс-мутацией (приводит к появлению стоп-кодона).

С помощью программы Jalview были визуализированы различия в аминокислотных последовательностях исходного белка и "мутированного". Для каждой мутации были построены выравнивания и получены изображения в формате .png, которые отображают различия выравниваний. Использовалась раскраска BLOSUM62, она учитывает функциональные группы остатков, со степенью консервативности 30 (стоит по умолчанию).

Отчёт по практикуму: таблица Excel

Итоги

В ходе данной работы я обнаружила, что синонимические мутации часто возникают при замене последнего нуклеотида в кодоне. Также одиночные изменения нуклеотидов могут привести к мутациям типа миссенс. Пользуясь окраской по степени консервативности, можно предположить, какую роль сыграет возникновение той или иной мутации (однако свойства нового белка могут оказаться непредсказуемыми). Делеция/вставка 3 нуклеотидов (или числа, кратного трём) приводит к пропуску/добавлению счетного числа аминокислот, компенсация происходит с помощью гэпов. Наиболее значительное влияние оказывают мутации с удалением/прибавлением числа нуклеотидов, не кратного трём. В таком случае сдвигается рамка считывания, и нередко возникают нонсенс-мутации(трансляция обрывается, белок имеет меньшую длину).

Вернуться на главную