Задание 1.
На рисунке 1 представлено множественное выравнивание с раскраской ClustalX. На нем отмечены серым две наиболее негомологичные последовательности, выбранные для парного выравнивания.
Рис.1 Множественное выравнивание с раскраской ClustalX.
В задании требовалось выбрать две наименее родственные последовательности. Для этого был использован метод главных компонент, которых позволяет изобразить последовательности точками в пространстве и судить о гомологичности по длине расстояний между этими точками. (Рис.2) Три последовательности: STAAC, MACCJ и LACKL составляют равносторонний треугольник. Поэтому придется выбирать на глаз из этих трех с помощью дерева родства (рис.3). Последовательность LACKL отделяется от остального дерева раньше всех, то есть ее обязательно надо брать. Из остальных двух можно любую взять, например MACCJ.
|
|
|
Рис.2 Результаты нахождения наиболее негомологичных последовательностей с помощью метода главных компонент. |
Рис.3 Дерево родства последовательностей (Neighbour Joining Using PAM 250). |
Задание 2.
На рисунке 4 представлено парное выравнивание, полученное из множественного удалением ненужных последовательностей и пустых колонок.
Рис.4 Парное выравниваение, полученное из множественного.
Задание 3.
Парные выавнивания делают программы needle и water, которые надо запукать из командной строки в линуксе. Последовательности надо подать отдельными файлами. seq1.fasta и seq2.fastaЗадание 4.
Последовательности были выровнены 4 раза: со стандартными штрафами за гэпы (рис. 5 и 6) и с неаффинными штрафами за гэпы (рис. 6 и 8). Чтобы сделать штраф за гэп неафинным штраф за наличия гэпа был изменен с 10 до 0. Штраф за длину был увеличен до 1.
Рис.5 Глобальное парное выравнивание с помощью needle со стандартными штрафами за гэпы.
Рис.6 Локальное парное выравнивание с помощью water со стандартными штрафами за гэпы.
Рис.7 Глобальное парное выравнивание с помощью needle с неаффинными штрафами за гэпы.
Рис.8 Локальное парное выравнивание с помощью water с неаффинными штрафами за гэпы.
Задание 5.
В задании требовалось выбрать две заведомо негомологичные последовательности белков бактерий из первого семестра: моей (YP_144620) и какой-нибудь еще (YP_006423837.1). Длину чужого белка уменьшила до длины моего белка (до 150 а.к.).
Рис.9а,б Глобальное выравнивание негомологичных белков.
В локальном выравнивании на рисунке 10 представлен только наиболее гомологичный фрагмент.
Рис.10 Локальное выравнивание негомологичных белков.
Задание 7.
Сравнивала выравнивание, полученное из множественного, и локальное выравнивание со стандартными штрафами за гэпы.
Рис. 11 Выравнивание выравниваний.
Участок несовпадения выравниваний,заключенный между двумя блоками. Координаты: 29-46. Всего 41 различающаяся позиция.
Рис.12 Участок несовпадения выравниваний.
Задание 8
Результаты сравнения выравниваний представлены в таблице 1. (Они получены с помощью программы infoalign)Множественное выравнивание по количеству консервативных и функционально консервативных позиций немного уступает парным, но зато в нем меньше гэпов. Локальное и глобальное выравнивание гомологичных последовательностей различаются только на три позиции. В локальном эти позиции отсутствуют, и оно начинается с блока. Сокращение длины засчет несхожего участка увеличивает процент функционально консервативных позиций даже при уменьшении их числа на 1. Гэпов в 10 раз больше в выравниваниях, построенных needle и water с неаффинными штрафами за гэпы, чем со стандартными. Притом увеличение числа идентичных и совпадающих позиций в таких выранвниваниях незначительно. Самым оптимальным является локальное парное выравнивание, потому что у него самый высокий процент сходных и идентичных колонок и адекватное количество гэпов. В выравниваниях негомологичных последовательностей тоже преимущество у локального, потому что процент консервативных и функционально консервативных сопоставим с ним же для выравниваний гомологов. Это обеспечивается тем, что water выравнивает только совпадающий фрагмент, обрезая последовательности.
Табл. 1 Сравнение качества выравниваний.
| Выравнивание | Длина выравнивания | Кол-во конс. позиций | В % | Кол-во функц-но конс. позиций | В % | Число гэпов |
| Полученное из множественного | 86 | 22 | 26 | 35 | 41 | 3 |
| Глобальное со стандартными штрафами за гэпы в needle | 93 | 25 | 27 | 38 | 41 | 4 |
| Локальное со стандартными штрафами за гэпы в water | 89 | 25 | 28 | 37 | 42 | 4 |
| Глобальное с неаффинными штрафами за гэпы | 107 | 27 | 25 | 47 | 44 | 40 |
| Локальное с неаффинными штрафами за гэпы | 112 | 32 | 29 | 44 | 39 | 28 |
| Глобальное негомологичных последовательностей | 160 | 37 | 23 | 51 | 32 | 10 |
| Локальное негомологичных последовательностей | 29 | 9 | 31 | 13 | 45 | 1 |