Сигналы и мотивы

Задание 1. Сигнал митохондриальной локализации

Классические сигналы ядерной локализации подразделяются на 2 класса: двучастные и одночастные. Двучастные (bipartite) отличаются от последних тем, что у них два кластера положительно заряженных аминокислот разделены коротким спейсерным участком. Классические сигналы ядерной локализации распознаются импортином (Impβ) посредством прямого связывания с адапторным белком (Impα). Чтобы доставить белок в ядро, импортин посредством гидрофобных карманов на своей поверхности должен образовать связь с комплексом ядерных пор.

Источники:

1. Soniat, M., & Chook, Y. M. (2015). Nuclear localization signals for four distinct karyopherin-β nuclear import systems. Biochemical Journal, 468(3), 353–362. doi:10.1042/bj20150368

2. Lange, A., Mills, R. E., Lange, C. J., Stewart, M., Devine, S. E., & Corbett, A. H. (2006). Classical Nuclear Localization Signals: Definition, Function, and Interaction with Importin α. Journal of Biological Chemistry, 282(8), 5101–5105. doi:10.1074/jbc.r600026200

Задание 2. Позиционная весовая матрица для последовательности Козак человека

Для исследования последовательности Козак использовался скрипт Вяльцева В.В., которому автор выражает признательность. Скрипт можно найти по ссылке. С помощью скрипта были выбраны 100 случайных генов человека, из которых вырезался фрагмент 7 bp до + стартовый ATG + 3 bp после. Из полученных 100 последовательностей 40 были отобраны для построения матрицы и 60 для ее оценки. Для построения матрицы для человка был взят GC-состав равный 40.2. Скрипт приниает на вход файл human-genes.tsv с описанием генов и создает следующие файлы:

signals.fasta - выборка искомых последовательностей (7 + ATG + 3) для генов из human-genes.tsv

train.fasta - последовательности для построения матриц

random-atg.fasta- выборка последовательностей (7 + ATG + 3) для случайных ATG из генома человека, не принадлежащих началу генов

PWM.csv - веса матрицы PWM

IC.csv - веса матрицы IC

stats.csv - содержит средний вес, расчитанный по матрице PWM, для положительной и отрицателной выборок, а также p-value для гипотезы о равенстве средних значений весов контролей

Нуклеотид	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
A	-0,2832	0,0017	-0,3997	-0,3997	0,4582	0,0811	-1,3601	1,1999	-4,7941	-4,7941	-0,2832	-0,3997	-1,3601
T	-0,8623	-1,3601	-0,3997	-0,3997	-2,3962	-0,6832	-1,7496	-4,7941	1,1999	-4,7941	-0,3997	-1,0805	-0,2832
G	0,6844	0,7447	0,3126	0,3988	0,6203	0,1139	0,3126	-4,3970	-4,3970	1,5970	0,9063	0,3988	0,6844
C	0,2182	-0,0025	0,4782	0,3988	-0,4651	0,3988	1,0878	-4,3970	-4,3970	-4,3970	-0,9630	0,6844	0,3988

Средние значения весов для положительного и отрицательного контролей составили 5.17 и 1.85 соответсвенно. Значение p-value составило 6.1e-09, благодаря чему можно делать вывод о значимости различий между средними.

Задание 3. IC и LOGO

Нуклеотид	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
A	-0,0923	0,0014	-0,1160	-0,1160	0,3172	0,0391	-0,1496	1,7418	0,0000	0,0000	-0,0923	-0,1160	-0,1496
T	-0,1573	-0,1496	-0,1160	-0,1160	-0,0895	-0,1493	-0,1290	0,0000	1,7418	0,0000	-0,1160	-0,1580	-0,0923
G	0,3971	0,4591	0,1244	0,1733	0,3374	0,0366	0,1244	0,0000	0,0000	2,3147	0,6574	0,1733	0,3971
C	0,0787	-0,0014	0,2253	0,1733	-0,0857	0,1733	0,9467	0,0000	0,0000	0,0000	-0,1067	0,3971	0,1733

Информационное содержание сигнала согласно построенной матрице IC сотставляет 8.9 из максимального 26.0. По значениям IC на LOGO (Рис.2) можно видеть, что сигнал сильнее всего в близи от ATG.