Программы пакета BLAST

Для поиска в геномах участков, кодирующих белки, похожий на Rho_ecoli, была выбрана команда TBLASTN так как именно с её
помощью, подавая на вход аминокислотную последовательность мы сможем найти гомолога в неаннотированных нуклеотидных
последовательностях.

Команды для построения выравниваний:
для Pasteurella multocida(см.файл)
blastall -p tblastn -d pm -i p0ag30.fasta -o pmres.txt
для Salmonella typhimurium(см.файл)
blastall -p tblastn -d st -i p0ag30.fasta -o stres.txt
для Xanthomonas campestris(см.файл)
blastall -p tblastn -d xc -i p0ag30.fasta -o xcres.txt
для 3-х геномов:(см.файл)
blastall -p tblastn -d 3g -i p0ag30.fasta -o 3gres.txt
где p0ag30.fasta - файл с аминокислотной последовательностью белка Rho_ecoli.

Поиск гомологов RHO_ECOLI	Геном Pasteurella multocida	Геном Salmonella typhimurium	Геном Xanthomonas campestris
Число находок с Е-value<0,001	2	5	6
Характеристика лучшей находки:	AE006229| Pasteurella multocida subsp. multocida str. Pm70 section 196 of 204 of the complete genome. Length = 11895 Score = 718 bits (1854) Expect = 0.0 Identities = 363/420 (86%) Positives = 392/420 (93%) Gaps = 1/420 (0%) Frame = -2	AE008883| Salmonella typhimurium LT2, section 187 of 220 of the complete genome. Length = 20621 Score = 791 bits (2043) Expect = 0.0 Identities = 406/419 (96%) Positives = 408/419 (97%) Frame = +3	AE012498| Xanthomonas campestris pv. campestris str. ATCC 33913, section 406 of 460 of the complete genome. Length = 12898 Score = 587 bits (1512) Expect = e-168 Identities = 289/418 (69%) Positives = 352/418 (84%) Gaps = 1/418 (0%) Frame = +2
E-value находки	0.0	0.0	e-168
AC соответствующей записи EMBL	AE006229	AE008883	AE012498
Координаты выравнивания в записи EMBL	4283-3024	75-1331	7574-8827
Координаты CDS в записи EMBL	complement (3021..4283)	75-1334	7550-8830
AC UniProt в записи EMBL	Q9CJS2	P0A295	Q8P4D2

Результаты выравнивания по трём геномам сразу:

Количество находок с E-value<0.001	11
Характеристика лучшей находки	|AE008883| Salmonella typhimurium LT2, section 187 of 220 of the complete genome. Length = 20621 Score = 791 bits (2043) Expect = 0.0 Identities = 406/419 (96%) Positives = 408/419 (97%) Frame = +3
E-value лучшей находки	0.0
AC соответствующей записи EMBL	AE008883
Координаты выравнивания в записи EMBL	75-1331
Координаты CDS в записи EMBL	75-1334
AC UniProt в записи EMBL	P0A295

Исходя из поиска по всем геномам, можно сказать, что в каждом из них есть участки, кодирующие белки, похожий на Rho_ecoli (правда в разном количестве). Все лучшие находки - довольно близкие гомологи (e-value очень маленькое) Но все же наибольшим сходством обладает белок из Salmonella typhimurium, кодирующийся участком 75-1334 генома. Интересно посмотреть на лучших гомологов из каждого организма: Белки из всех организмов как и заданный являются факторами терминации транскрипции (Rho). Длина гена Rho_ecoli 160 нуклеотидов,Rho Pasteurella multocida - 1262, Rho Salmonella typhimurium 1259, Rho Xanthomonas campestris - 1280. Даже по длине, ближе к данному белку - белок из Salmonella typhimurium. Концы выравниваний с белками отличаются от концов белков CDS на 3 н.о.(стоп-кодон, который не входит в выравнивание). Исходя из выравнивания по трём геномам сразу, видно что E-value лучших находок из всех геномов бактерий сохраняются, чего не скажешь о следующих находках, у которых E-value увеличилось(см.файл) Это произошло из-за увеличения базы поиска. К тому же количество находок с E-value <0.001 равно сумме лучших находок в отдельности по 3-м геномам. Лучшая из всех находок стала последовательность AE008883 из Salmonella typhimurium LT2.

Поиск гомологов с помощью программы BLASTN

Запустив команду Blastn и подав на вход нуклеотидную последовательность белка Rho_ecoli (команда: blastall -p blastn -d 3g -i Rho.fasta -o blastnres.txt) ищем гомологов во всех трёх геномах бактерий Pasteurella multocida, Salmonella typhimurium, Xanthomonas campestris. Получили следующие результаты .

Лучшая находка AE008883| Salmonella typhimurium LT2, section 187 of 220 of the complete genome. Length = 20621 Score = 1737 bits (876), Expect = 0.0 Identities = 1164/1260 (92%) Strand = Plus / Plus

Интересно то, что у второй находки (и тем более у последующих) E-value гораздо больше, а Score намного меньше, чем у первой (190 , 6e-48-Score и E-value второй находки соответственно). Например во 2 и 3 заданиях, когда мы на вход подавали аминокислотную последовательность параметры 1 и 2-ой находок различались мало. Это происходит из-за увеличения размера банка поиска (одна аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов). Кроме того аминокислот в пять раз больше ,чем нуклеотидных остатков, поэтому случайное сходство аминокислотых последовательностей гораздо вероятней, чем нуклеотидных. Отсюда можно сказать, что BLASTN хорошо подходит для поиска самых близких гомологов, а TBLASTN - для поиска всех гомологов. Что же касается аннотирования генома - я считаю, что наиболее подходит для этого TBLASTN.

Исходя из результатов всех выравниваний в наиболее похожий на Rho_ecoli белок есть в Salmonella typhimurium,
нежели в других 2-х организмах. Из предположения о том, эволюция белков идет вместе с эволюцией организмов, можно сказать, что
Escherichia coli эволюционно ближе к Salmonella typhimurium, чем к Xanthomonas campestris или Pasteurella multocida.