Задание 2. Найдите в геноме эукариота гены основных рибосомальных РНК по далекому гомологу
Индексация генома:
makeblastdb -in GCF_900700415.2_Ch_v2.0.2_genomic.fna -dbtype nucl
16S рРНК входит в состав малой субъединицы, 23S рРНК в состав большой субъединицы рибосомы у прокариот.
Функции 16S-субъединицы: вязывается с факторами инициации трансляции, каркасная функция, узнаёт и связывает последовательности Шайна-Дальгарно.
Функции 23S-субъединицы: каркасная функция, входит в пептидилтрансферазный центр на рибосоме.
Был выбран blastn так как используются некодирующие белок последовательности неродственных организмов:
blastn -task blastn -query 16s.fna -db 'GCF_900700415.2_Ch_v2.0.2_genomic.fna' -out 16s.out -outfmt 7 -evalue 0.01
blastn -task blastn -query 23s.fna -db 'GCF_900700415.2_Ch_v2.0.2_genomic.fna' -out 23s.out -outfmt 7 -evalue 0.01
Опция -evalue=0.05 для отброски совсем плохих находок. Опция -outfmt=7 для выдачи в виде таблицы
Скачать выдачу blastn для
16S
и
23S
Результаты поиска
16S: 2 хромосомы (18, 9) и 1 unplaced genomic scaffold. Всего 3 находки
23S: 15 находок по хромосомам: 2, 19, 4(2 находки), 26(2 находки), 8 (2 находки), 5, 6, 10, 24, 18, 9, 17 хромосомы. Четыре находки в unplaced genomic scaffold
Как мы видим, обе рРНК имеют сходство с участками 18 и 9 хромосом. На 18 хромосме совпадения только с некодирующими (или неаннотированными) областями генома.
На 9 хромосоме для 23S есть находка на позиции 30245997..30246031, которая соответсвует гену fat3a, предполагаемая функция которого - связывание
ионов кальция и участие клеточной адгезии. Остальные находки на 9 и 18 хромосоме принадлежали к неаннотированным участкам.
Остальные находки для 23S
На 2 хромосоме ген epha3. Ген рецептора эфрина, участвует в развитии нервной системы.
19 хромосома - участок гена serpinf1, кодирующего белок из семейства серпинов, ингибитор пептидаз.
4 хромосома - ген plxna2. Этот ген кодирует члена семейства корецепторов семафоринов плексина-А, который оказывает отталкивающее воздействие на поиск путей аксонов во время развития нервной системы.
26 хромосома - ген LOC105897349 - интегрин alpha-M-like.
Все находки для 16S имеют длину выравнивания меньше 50 нуклеотидов. Для 23S находки имеют большую длину выраванивания - до 175 нуклеотидов.
При этом нашлось две находки, расположенных на неаннотированном скаффолде NW_024880148.1 и второй хромосоме NC_045153.1. При этом они обе имеют идентичные параметры выравнивания:
процент идетичности, e-value, попавший в выравнивание участок последовательности 23S рРНК тоже одинаковый. Возможно, скаффолд NW_024880148.1 на самом деле принадлежит второй хромосоме.
Итого, для 16S рРНК все находки имеют слишком малую длину выравнивания. Для 23S рРНК чуть больше, но все еще довольно небольшую. Процент идентичности для более длинных находок не превыщает 75,
для коротких он конечно выше, но вряд ли мы может считать их значимыми, если длина выравнивания в этих случаях 30-40 нуклеотидов. Таким образом, аннотация найденных находок
не совпадает с ожидаемой и вряд ли мы можем выделить действительно значимые находки, которые могут являться
гомологами генов 16S и 23S рРНК. Действительно, при поиске в NCBI генов 18S и 28S rRNA у Clupea harengus, таких просто не находилось, вероятно они неаннотированы.
