Учебный сайт Дюгая Ильи

Первый семестр

Об авторе

Парные выравнивания

Для выполнения этой работы я взял выравниванае из файла aln_09

Парное выравнивание из множественного

Для заданий практикума требовалось выравнивание только двух последних последовательностей. Из множественного выравнивания aln_09 были убраны все лишние последовательности и колонки гэпов. Выравнивание двух последовательностей 1IXX_A и 2ZIB_A в формате fasta можно скачать здесь. Множественное и парное выравнивания также содержатся в проекте.

Глобальное и локальное выравнивание

Я использовал программу needle на kodomo, чтобы получить глобальное выравнивание последних двух последовательностей. Для сохранения файла в формате .fasta я использовала опцию -aformat3 fasta. Были получены следующие 2 файла: файл в формате .needle и файл в формате .fasta.

Чтобы получить наилучшее локальное выравнивание двух последовательностей, я воспользовался программой water на kodomo. Так же, как и в предыдущем задании, я использовал опцию -aformat3 fasta для сохранения файла в формате .fasta. Полученные файлы: файл в формате .water и файл в формате .fasta.

В задании также было необходимо построить локальные и глобальные выравнивания для двух заведомо несхожих белков. Я взял Superoxide Reductase — белок, с которым работаю сам — и белок, с которым работает Хвень Ирина. Кликнув на название формата, можно скачать глобальное выравнивание в форматах needle и fasta и локальное в форматах water и fasta.

В проекте содержатся окна со всеми четырьмя выравниваниями.

В таблице 1 эти выравнивания сравниваются. Информация получена из аннотаций в файлах water и needle.

Таблица 1. Сравнение выравниваний двух последовательностей из исходного файла и двух несхожих последовательностей.
Нумерация выравниваний:
1. Парное выравнивание, полученное из исходного множественного.
2. Глобальное выравнивание двух последних последовательностей из множественного выравнивания.
3. Локальное выравнивание двух последних последовательностей из множественного выравнивания.
4. Глобальное выравнивание двух несхожих белков.
5. Локальное выравнивание двух несхожих белков.

№	Длина	Число совпадающих остатков	Процент совпадающих остатков	Число сходных остатков	Процент сходных остатков	Число гэпов	Процент гэпов	Число открытий гэпов
1	144	46	31,9	64	44,4	15	10,1	4
2	148	35	23,6	56	37,8	34	23	6
3	134	35	26,1	56	41,8	23	17,2	6
4	272	8	2,9	10	3,7	250	91.9	1
5	27	9	33,3	13	48,1	0	0	0

Глобальное выравнивание (полученное с помощью needle), и локальное (water) для двух последних последовательностей из исходного выравнивания идентичны по числу совпадающих и сходных остатков, числу открытий гэпов. Однако в локальном выравнивании последовательности в полтора раза меньше разбавлялись гэпами, в отличие от глобального, где это делалось для достижения сходства на протяжении всего выравнивания. Выравнивания же совершенно несхожих последовательностей различаются по числу гэпов еще сильнее, так как алгоритму для глобального выравнивания пришлось подгонять совершенно несхожие последовательности под схожие. Опять же по причине "насильственного" приведения последовательностей к схожим процент гэпов заметно выше, чем таковой у родственных последовательностей.

Процент совпадающих и идентичных остатков предсказуемо выше в локальном выравнивании, т.к. оно нацелено именно на сопоставление отдельных похожих участков.

Различия выравниваний

Мне необходимо оценить различия между парным выравниванием, полученным из множественного, и с помощью программы needle. Для этого я поместил эти выравнивания одно под другим (двигать одно относительно другого не пришлось, т.к. они совместились с самого начала) и смотрел на совпадения (в том числе и случаи, когда идентичными были остатки в 1 и 3 и во 2 и 4 последовательностях). Полное такое выравнивание, состоящее из двух, представлено на рис.1.

Рис. 1. Совмещенные выравнивания.

В начале оба выравнивания идентичны, затем на 40 и 42 позиции (см. рис.2) наблюдается расхождение.

Рис. 2. Несовпадающий участок.

В файле проекта содержатся окна, соответствующие всем 2 рисункам.

Проверка правильности выравниваний

Я проверил парное выравнивание, полученное из множественного и глобальное парное выравнивания, совмещая пространственные структуры в программе RasMol. "+" отмечены колонки, где выравнивание можно считать достоверным. Я ставил "+" на основе протяженности консервативных участков и на основе нахождения этого участка во множественном выравнивании. "S" отмечены колонки аминокислот с совпадающими CA атомами. "1" - ошибка первого рода - структуры не совмещаются, но + стоит. "2" - ошибка второго рода - структуры явно совмещаются, но + не стоит.

Проект выравнивания можно скачать здесь