Задание 1. Характеристика качества сборки генома Octopus bimaculoides.
Осьминоги одни из самых интересных организмов в природе. У них имеется три сердца, а также шупальца, каждое из которых имеет собственную нейронную трубку. Кроме того, они обладают самой сложной системой адаптивного камуфляжа - они могут изменять цвет и форму практически мнгновенно!
Геном Калифорнийского двупятнистого осьминога был секвенирован в 2015 году. Он включает в себя примерно 2,7 млрд пар нуклеотидов, 33 000 белок-кодирующих генов. Для сравнения, у человека геном состоит примерно из 3,2 млрд пар нуклеотидов и содержит 20 - 25 тысяч кодирующих генов.
Для данного организма пока есть только одна сборка генома - GCA_001194135.1.
Также имеются 2 связанных между собой проекта: (1) PRJNA270931 и (2) PRJNA305125. Цель данных проектов - проследить эволюцию нервной системы головоногих, устройство морфологических усовершенствований. В этих проектах использовался образец SAMN03271701, взятый из мужской гонады взрослой особи для шотган-секвенирования.
Для единственной имеющейся сборки GCA_001194135.1.:
- Длина полследовательности - 2,338,188,782
- Гэпов между скэффолдами - 0
- Число скэффолдов - 151,674
- Scaffold N50 - 475,182
- Scaffold L50 - 1,333
- Число контигов - 700,124
- Contig N50 - 5,532
- Contig L50 - 97,860
- Общее число хромосом и плазмид - 0
- Таблица контигов
- Самый длинный контиг - 101937 ( JJRV01046186)
- Самый короткий контиг - 253 ( JJRV01000111)
- Последовательность контига LGKD01554116.1 (contig20)
Задание 2. Описание ключей.
GenBank, EMBL и DDBJ разработали общие стандарты для формата аннтоаций. Ключевой задачей Feature Tables, так называемых таблиц особенностей, помимо непосредственно предоставляемого описания, является также возможность быстрого и удобного оперирования данными.
Спектр особенностей, описываемых в этих таблицах, очень широк и включает участки, которые:
- связаны с выполнением биологических функций;
- связываются с другими молекулами;
- связаны с репликацией последовательности;
- являются продуктом рекомбинации различных последовательностей;
- являются узнаваемыми повторяющимися единицами;
- обладают вторичной или третичной структурой;
- вариабельны или были пересмотрены и изменены.
Общий синтаксис таблиц особенностей:
Key Location/Qualifiers CDS 23..400 /product="alcohol dehydrogenase" /gene="adhI"
Key — ключ;
Location — расположение в последовательности;
Qualifiers — классификаторы с конкретными дополнительными деталями (для каждого ключа — свои, причём имеются как обязательные, так и необязательные).
Задание заключалось в описании десяти выбранных ключей, используемых в таблицах особенностей. Данные представлены в табл.1
Ключи были найдены на сайте INCDC по самой нижней ссылке на странице (ссылка ведет сюда, нужная информация в разделе Appendix II).
| Ключ | Описание | Пример |
| regulatory | Любой участок ДНК, который принимает участие в регуляции транскрипции или трансляции. |
regulatory 56..235 /regulatory_class="enhancer" /gene="prolactin" |
| CDS | Кодирующая последовательность. Последовательность нуклеотидов, соответствующая последовательности аминокислот белка. Ключ включает последовательность белка, транслированного с последовательности нуклеотидов. |
CDS 109..717 /gene="sod" /EC_number="1.15.1.1" /codon_start=1 /transl_table=11 /product="superoxide dismutase" /db_xref="GOA:P28763" /db_xref="HSSP:P00448" /db_xref="InterPro:IPR001189" /db_xref="UniProtKB/Swiss-Prot:P28763" /protein_id="CAA45406.1" /translation="MTYELPKLPYTYDALEPNFDKETMEIHYTKHHNIYVTKLNEAVS GHAELASKPGEELVANLDSVPEEIRGAVRNHGGGHANHTLFWSSLSPNGGGAPTGNLK AAIESEFGTFDEFKEKFNAAAAARFGSGWAWLVVNNGKLEIVSTANQDSPLSEGKTPV LGLDVWEHAYYLKFQNRRPEYIDTFWNVINWDERNKRFDAAK" |
| D-loop | Петля сдвига. Короткая цепочка РНК, спаренная с цепочкой ДНК, для замещения оригинального партнёра ДНК. Также употребляется для описания реакции замещения одной цепочки ДНК в двухцепочечной молекуле на другую цепочку, катализируемой белком RecA. |
D-loop 15654..16529 /note="control region" |
| repeat_region | Участок генома, состоящий из повторов. |
repeat_region 112..138 /rpt_type=tandem /rpt_unit_seq="ctt" /satellite="microsatellite:Gacu13" |
| S_region | Участок переключения тяжёлых цепей имммуноглобулина. Вовлечён в перестройку тяжёлых цепей иммуноглобулина, чтобы тот же самый B-лимфоцит производил другой класс иммуноглобулинов. |
S_region 1..63 |
| stem_loop | Двуцепочечный регион сформированный спаренными комплементарными цепочками ДНК и РНК . |
stem_loop 15606..16092 /inference="ab initio prediction:secondary structure" |
| source | Указывает на биологический источник участка генетического материала определённой протяжённости. Этот ключ является обязательным; допускается более чем одна инстанция этого ключа на одну последовательность. |
source 1..8102 /organism="Babesia bovis" /mol_type="genomic DNA" /db_xref="taxon:5865" /clone="Segment601" /transgenic |
| STS | Тэгированный сайт последовательности; единственная копия короткой последовательности ДНК, которая характеризует landmark разметки генома и может быть обнаружена с помощью ПЦР. Участок генома может быть размечен с помощью определения порядка STS. |
STS 679..1734 /gene="Itih4" /gene_synonym="ITI-HC4; Itih-4; PK-120" /standard_name="Itih4" /db_xref="UniSTS:265229" |
| tmRNA | Транспортно-матричная РНК; тмРНК работает сначала как тРНК, а потом как мРНК, которая кодирует пептидный тэг; рибосома транслирует этот участок мРНК и прикрепляет пептидный тэг к C-концу незаконченного белка; этот присоединённый тэг делает белок целью разрушения или протеолиза. |
tmRNA complement(730702..731042) /locus_tag="Asbog_00659" /product="tmRNA" /inference="COORDINATES: profile:ARAGORN:1.2.28" |
| 3'UTR |
1)Участок ДНК на 3'-конце зрелого транскрипта после стоп-кодона, который не транслируется в белок. 2)Участок на 3'-конце генома РНК-вируса после последнего стоп-кодона, который не транслируется в белок |
3'UTR 15631..15717 |
Задание 3. Массовый геномный проект.
Для того чтобы исследовать генетические механизмы, влияющие на развитие эпилепсии у большинства людей, в 2010 году при финансировании от NINHS (National Institute of Neurological Disorders and Stroke) был создан так называемый "Center without Walls" и запланировано исследование Epi4K, имевшее своей целью отсеквенировать и проанализировать геномы и фенотипы 4000 больных людей[3].
В команде проекта участвовало более 60 учёных с трёх континентов (Северная Америка, Евразия, Австралия).
К маю 2013 года в исследованиях приняли участие 4199 людей. Цель достигнута. Но исследования в указанной области всё ещё продолжаются.
Сайт проекта доступен по ссылке
Ссылка на последнюю публикацию: здесь
Задание 4. Митохондриальные гены одного из организмов указаного таксона.
Для нахождения полных митохондриальных геномов таксона Apusozoa был использован запрос:
"Apusozoa"[Organism] AND ("complete genome"[title] OR "complete sequence"[title]) AND mitochondrion[title]
Всего было найдено 2 полных митохондриальных генома: один из RefSeq, другой из GenBank.
Для организма Thecamonas trahens имеется полный митохондриальный геном (скачать xlsx).