Практикум 8

Задание 1. Поиск гена δ-субъединицы АТФ-синтазы

Изначально я выбрала домашнюю лошадь (Equus caballus), но из-за объёма её генома в итоге поменяла организм на Arabidopsis thaliana.

Сборка RefSeq: GCF_000001735.4

В задании требуется найти в геноме выбранного эукариота ген, кодирующий δ-субъединицу АТФ-синтазы

Последовательность белка, аннотированная как нужный ген была найдена с помощью текстового поиска. Её идентификатор: NP_196849.1

Идентификатор нуклеотидной записи, к которой относится ген: NC_003076.8

FASTA-файл нуклеотидной последовательностью

Положение гена ATP5, кодирующего δ-субъединицу АТФ-синтазы
Положение гена ATP5, кодирующего δ-субъединицу АТФ-синтазы. Координаты: 4310254-4312066

Задание 2. Поиск BLAST для ДНК-фрагмента

В задании требовалось выбрать для своего организма далёкое семейство из четырёх представленных. Так как мой организм является растением, можно было выбрать любой таксон. Выбранный таксон: Собачьи (Canidae)

tblastn

Использованная база данных: RefSeq Genomes

Число сборок, входящих в таксон: 8

Длина слова: 5

Остальные параметры по умолчанию

Выдача tblastn

Находки tblastn
Результаты выдачи алгоритма tblastn для последовательности субъединицы АТФ-синтазы организма Arabidopsis thaliana

Однако, если проводить поиск по blastn, то blast не выдаёт результаты. Это показывает, что tblastn больше подходит для поиска гомологичных белков у отдалённых организмов. Чтобы решить проблему, я выбрала самую хорошую по E-value, покрытию и Per.Identity находку и использовала её для поиска в семействе Canidae с помощью алгоритма blastn

blastn

NC_135621.1 (28986859-28986308) - находка, по которой проводился поиск.

Параметры алгоритма blastn
Параметры алгоритма blastn

Выдача blastn

Находки blastn
Результаты выдачи алгоритма blastn при поиске по последовательности NC_135621.1 (участок: 28986308-28986859) в семействе Canidae. Использованная база данных: RefSeq Genomes.

Задание 3. Поиск основных рибосомальных РНК по далекому гомологу

На локальном компьютере с помощью BLAST+ была проиндексирована последовательность моего организма для последующей работы локального BLAST. Используемая команда:

makeblastdb -in GCF_000001735.4_TAIR10.1_genomic.fna -dbtype nucl -out anya.fna

-dbtype - указываем тип последовательности

После этого мы скачали последовательности рРНК (16S и 23S) Escherichia coli и провели локальный поиск BLAST по полученной базе данных по методу blastn

Команда для выполнения (16S): blastn -task blastn -query ./16s.fa -db ./anya.fna -outfmt 7 -evalue 0.005 -out 16sblast_anya

Результат 16S РНК

Алгоритм выдал 12 хитов.

Команда для выполнения (23S): blastn -task blastn -query ./23s.fa -db ./anya.fna -outfmt 7 -evalue 0.005 -out 23sblast_anya

Результат 23S РНК

Алгоритм выдал 25 хитов

Схема выравнивания для геномного фрагмента NC_003076.8
Пример гомолога последовательности 16S рРНК E. coli, найденного на скэффолде NC_037304.1

Задание 4. Карты локального сходства

Для выполнения задания были выбраны два разных штамма кишечной палочки: Escherichia coli K-12 MG1655, Escherichia coli O157:H7 Sakai.

Результаты по megablast

Диагональ посередине это большие консервативные блоки, сохранившиеся между штаммами. Много мелких делеций. Возможно есть транслокация в начале генома

Схема выравнивания методом megablast
Схема выравнивания методом megablast

Результаты по blastn

На карте BLASTN по всей площади графика есть большое количество мелких локальных совпадений. Это ожидаемо, так как blastn находит короткие участки гомологии. На главной диагонали видна линия сходства между двумя штаммами

Схема выравнивания методом blastn
Схема выравнивания методом blastn