Оценка давления отбора на ген заданного белка

Подготовка данных

С помощью пакета программ BLAST(blastp) был найден гомолог белка PYRB_ECOLI в организме 
холерного вибриона. Было решено,что найденный белок является ортологом, так как процент  ID составлял 71%
А также описание свойств в Uniprot было схожим.  Найденный белок: PYRB_VIBCH. Его последовательность я взяла из геномной ДНК
вибриона холеры. Оттуда же был вырезан ген нужного белка. 
Белковая последовательность PYRB_ECOLI: pyrb_ecoli

Ген PyrB: pyrb_gen

Белковая последовательность PYRB_VIBCH: PYRB_VIBCH

Ген PyrB холерного вибриона:pyrb_choler


Выравнивание с помощью программы BLAST:  

sp|Q9KP66|PYRB_VIBCH  Aspartate carbamoyltransferase (Aspartate transcarbamylase) (ATCase)
Length=309

 Score =  479 bits (1234),  Expect = 2e-137, Method: Compositional matrix adjust.
 Identities = 220/309 (71%), Positives = 264/309 (85%), Gaps = 0/309 (0%)

Query  1    MANPLYQKHIISINDLSRDDLNLVLATAAKLKANPQPELLKHKVIASCFFEASTRTRLSF  60
            MAN LYQKHIISI +LSR +L L++ TA +LKA P PEL+KHKV+ASCFFE STRTRLSF
Sbjct  1    MANSLYQKHIISIAELSRAELELIVKTAGQLKAQPNPELIKHKVVASCFFEPSTRTRLSF  60

Query  61   ETSMHRLGASVVGFSDSANTSLGKKGETLADTISVISTYVDAIVMRHPQEGAARLATEFS  120
            ET++ R+G SV+GF +  NTSL KKGETLAD++ VIS+YVDA VMRHPQEGAARLA+EFS
Sbjct  61   ETAIQRIGGSVIGFDNGGNTSLAKKGETLADSVRVISSYVDAFVMRHPQEGAARLASEFS  120

Query  121  GNVPVLNAGDGSNQHPTQTLLDLFTIQETQGRLDNLHVAMVGDLKYGRTVHSLTQALAKF  180
              VPV+NAGDGSNQHP+QTLLDL++I ETQGRLDNL VA VGDLKYGRTVHSL QALAKF
Sbjct  121  NGVPVINAGDGSNQHPSQTLLDLYSIFETQGRLDNLDVAFVGDLKYGRTVHSLAQALAKF  180

Query  181  DGNRFYFIAPDALAMPQYILDMLDEKGIAWSLHSSIEEVMAEVDILYMTRVQKERLDPSE  240
            D NRFYF+AP+ALAMP YI + LDE G+ + + S +E V+ E+DILYMTRVQKER D SE
Sbjct  181  DNNRFYFVAPEALAMPDYICEELDEAGVKYQVFSDMESVIPELDILYMTRVQKERFDESE  240

Query  241  YANVKAQFVLRASDLHNAKANMKVLHPLPRVDEIATDVDKTPHAWYFQQAGNGIFARQAL  300
            YA++K+ ++L A+ L +A++N+KVLHPLPRVDEI TDVDKTPHA+YF+Q  NG++AR+AL
Sbjct  241  YAHIKSAYILTAAHLSDARSNLKVLHPLPRVDEITTDVDKTPHAYYFEQVENGVYAREAL  300

Query  301  LALVLNRDL  309
            LALVLN  L
Sbjct  301  LALVLNESL  309

Построение выравниваний

C помощью программы needle с параметрами по умолчанию было сделано белковое и нуклеотиднео выравнивание 
последовательностей.
Здесь можно найти белковое выравнивание: protein_align
Нуклеотидное выравнивание с параметрами по умолчанию: nucl_align1

После того,как я поменяла параметры (-gapopen 20 -gapextend 4) нуклеотидное выравнивание стало полностью соответствовать белковому. 
Гэпы есть только в  конце выравнивания. Они обусловлены разной длиной генов, гэпов ровно 6- что
соотвествует двум аминокислотам.То есть то же самое, что и в белковом выравнивании. 

Здесь можно найти нуклеотидное выравнивание с измененными параметрами: nucl_align2

Веб-сервер PAL2NAL

PAL2NAL - программа, преобразующая множественное выравнивание последовательностей белков и соответствующих ДНК (или мРНК) 
в выравнивание с разбивкой на кодоны.Программа выдает это выравнивание даже если поданный на вход фрагмент последовательности 
ДНК не полностью соответствует белковому выравниванию, UTRs и полиадениновые хвосты. Также можно анализировать псевдогены, т.к.
программа справляется со сдвигом рамки считывания.
По полученному выравниванию PAL2NAL с помощью программы PAML может посчитать число синонимичных (Кs) и несинонимичных (Ka) замен на 1 сайт.

PAL2NAL

Меня удивило, что в полученном выравнивании вверху было указано, что некоторые аминокислоты не соответствуют генам. 
Одно из таких указаний не может быть верным, потому что atg кодирует именно метионин.
Остальные действительно не соответствуют аминокислотам, которые есть в белке. 
Откуда взялось такое несоответствие мне не совсем понятно.  

Для того, чтобы программа посчитала Ka/Ks, в меню "Option settings" необходимо
выбрать в пункте "Remove gaps, inframe stop codons": "Yes".Таким образом:
 подсчет Ka/Ks
KA/KS = 0.1013

Т.к. KA/KS<1  можно предположить, что на ген pyrB действует стабилизирующий отбор
с момента расхождения кишечной палочки и холерного вибриона.Кроме того, судя по тому,
что значение KA/KS не слишком отлинчо от единицы, можно сделать вывод о слабой силе стабилизирующего отбора.
Возможно есть совсем небольшой движущий отбор.  







вернуться на страницу четвертого семестра 




©Пономарева Ольга