Сайт Волынкиной Инны

EMBOSS. Выравнивание геномов

Упражнения с пакетом программ EMBOSS

• (seqret) Несколько файлов в формате fasta собрать в единый файл

Исходные данные: tubulin.fasta и actin.fasta.

Команда:

seqret "*.fasta" both.fasta

Результат: both.fasta.

• (seqretsplit) Один файл в формате fasta с несколькими последовательностями разделить на отдельные fasta файлы

Исходные данные: both.fasta.

Команда:

seqretsplit both.fasta

Результат: am501548.1.fasta и a18572.1.fasta.

• (transeq) Транслировать кодирующие последовательности, лежащие в одном fasta файле, в аминокислотные, используя указанную таблицу генетического кода. Результат - в одном fasta файле

Исходные данные: both.fasta.

Команда:

transeq -table 0 both.fasta proteins.fasta

Результат: proteins.fasta.

• (transeq) Транслировать данную нуклеотидную последовательность в шести рамках

Исходные данные: tubulin.fasta.

Команда:

transeq -frame 6 tubulin.fasta proteins6.fasta

Результат: proteins6.fasta.

• (seqret) Перевести выравнивание и из fasta формате в формат .msf

Исходные данные: align.fasta.

Команда:

seqret align.fasta msf::align.msf

Результат: align.msf.

Сравнение геномов

С помощью программы blast2seq алгоритма BLASTN я построила карту локального сходства бактерий Bifidobacterium longum subsp. infantis штамм 157F в качестве query (ось X) и Bifidobacterium longum штамм 35624 в качестве subject (ось Y).

Bifidobacterium longum - Грам-положительные палочковидные бактерии, живущие в желудочно-кишечном тракте человека. Они синтезируют молочную кислоту, которая, как пологается, предотвращает рост болезнетворных организмов. Сами же бактерии не являются патогенными, и их часто добавляют в продукты питания. Данный вид включает следующие подвиды: Bifidobacterium longum subsp. infantis, Bifidobacterium longum subsp. longum и Bifidobacterium longum subsp. suis. Штамм взятый в качестве запроса (35624), как правило, тоже относят к подвиду infantis, но даже из карты локального сходства мы видим, что их разница значительна. Ниже представлено изображение Bifidobacterium longum BB536.

В таблице 1 представлены параметры построенного геномного выравнивания.

Таблица 1. Параметры парного выравнивания геномов в blast2seq
Max score	Total score	Query cover	E-value	Ident
1.910e+05	4.330e+06	86%	0.0	99%

Стоит отметить, что геном Bifidobacterium longum subsp. infantis штамма 157F состоит из 2,400,312 пн, а геном Bifidobacterium longum штамма 35624 состоит из 2,264,056 пн.

На примере полученной карты локального сходства опишем крупные эволюционные события. Их можно разбить на дв группы: инверсии и вставки (делеции).

1) Инверсии: На изображении карты я выделила красным цветом инверсию. Цифры указывают номера нуклеотидов в последовательностях геномов. Я предполагаю, что первичной была именно инверсия, после которой уже произошли вставки (делеции), из-за чего вместо прямой зеркально отражённой линии на выделенном участке мы видим разрывную линию.

2) Вставки (делеции): На следующем изображении я синим цветом отметила наиболее крупные делеции по оси Y (соответственно, вставки по оси X). А красным цветом отмечена единственная делеция по оси X (вставка по оси Y).

Для поиска гомологов выбранных бактерий с полной сборкой генома я использовала следующий запрос в базе данных Nucleotide:

"Bifidobacterium longum"[Organism] AND "complete genome"[TITLE]