Практикум 10: Выравнивание геномов
В качестве объектов практикума мною были выбраны две бактерии рода Clostridium - Clostridium tetani и Clostridium botulinum - возбудителей столбняка и ботулизма соответственно. Недавно я узнала об интересных механизмах действия токсинов этих бактерий, поэтому мой выбор пал именно на эти объекты!
Поиск нуклеотидных последовательностей проводился в сборном банке 'Nucleotides' на NCBI. Было сформировано два поисковых запроса: ((genome[Title] AND complete[Title]) AND "Clostridium"[Organism]) AND "Clostridium botulinum"[porgn] и ((genome[Title] AND complete[Title]) AND "Clostridium"[Organism]) AND "Clostridium tetani"[porgn]
.
Были выбраны полный геном Clostridium tetani, штамм KHSU-092500-153 и полный геном Clostridium botulinum, штамм CDC_54064.
С помощью двух алгоритмов BLAST - Megablast и blastn - были построены карты локального сходства для последовательностей ДНК бактерий двух данных видов, показанные ниже.
Как и следовало ожидать с учетом особенностей алгоритмов megablast и blastn, выдача blastn более информативна, на ней можно увидеть больше участков сходства, в частности сходных по последовательностям повторов, содержащихся в геномах у обоих видов бактерий. Ниже будет проанализирована карта локального сходства, построенная blastn.
Горизонтальная ось соответствует Clostridium tetani (AP031606.1 - идентификатор выбранного генома этой бактерии), вертикальная ось - Clostridium botulinum (CP013296.1 - соответствующий идентификатор). Синим цветом на карте, построенной blastn, обведены два участка локального сходства последовательностей. Вертикальный ход этих прямых свидетельствует о том, что были выбраны не комплементарные цепи, а координаты сходных участков говорят о том, что точки начала записей, выбранные на кольцевых хромосомах, различны.
Также некоторым последовательностям в геноме Clostridium tetani соответствуют несколько повторов в геноме Clostridium botulinum, что визуализируется на карте как вертикальные линии (некоторые из них обведены красным). Также можно заметить возможную инверсию (обведена салатовым цветом на карте).