Задание 1
Оценка давления отбора на ген белка Rho_ecoli (работа с веб-сервером PAL2NAL)
Для начала работы были получены аминокислотная последовательность белка
Rho_ecoli и последовательность его гена.
Поиск ортологов. На сервере
http://www.ncbi.nlm.nih.gov с помощью программы blastp пакета BLAST
был произведен поиск ортолога Rho_ecoli. Построение выравниваний. Следующим этапом было построение выравниваний с помощью программы needle.
Получено новое выравнивание.
PAL2NAL. PAL2NAL - программа преобразующая множественное белковое выравнивание в выравнивание кодонов, используя также нуклеотидные последовательности
заданных белков. Кроме того она способна высчитать коэффициент Ка/Ks, то есть оценить давление отбора на эволюцию белков. Итак, Ka/Ks=0.0019, причем по непонятным причинам, запустив PAL2NAL несколько раз результат изменялся на 0.0001 (т.е. был равен в некоторых случаях
0.002). Это значение указывает на действие стабилизирующего отбора на ген Rho. Данный белок участвует в терминации транскрипции, процессом довольно консервативным
, по крайней мере для такого крупного таксона, как бактерии, поэтому в пределе этого таксона белок в процессе эволюции изменился не очень сильно. Организмам, видимо,
было вполне "комфортно" с таким белком, какой он есть. Это можно еще раз увидеть, если с помощью пакета Blast исследовать Rho_ecoli на наличие гомологов.
Мы увидим, что находок с ID>90% у разных организмов будет много. Задание 3(дополнительное) Чтобы проверить предположение о том, что гены белков обонятельных рецепторов человека
находятся под влиянием положительного отбора, совершим следующие действия:
Поиск белка.
Поиск отолога. PAL2NAL
Важно заметить, что в протеоме холерного вибриона подходящего белка найти не удалось
(ID ,было либо около 95%, либо около 25%). Подходящая находка оказалась
в протеоме синегнойной палочки, Pseudomonas aeruginosa PAO1 с ID=81%.
Выравнивание можно увидеть
здесь .
Аминокислотная последовательность белка Rho_pseae ,
последовательность его гена.
Выравнивания с параметрами по умолчанию:
Сравнение:
Расчитаем давление отбора для фактора инициации транскрипции, используя последовательности из организмов Pseudomonas aeruginosa PAO1 и Escherichia coli.
Подав на вход белковое выравнивание и последовательности нуклеотидов, можно получить два типа полезных нам выходных файлов:
Причем для подсчета надо было установить следующие параметры: "Remove gaps, inframe stop kodons - Yes" и "Calculate Ka and Ks - Yes"
Оценка давления отбора на гены белков обонятельных рецепторов (olfactory receptors)
Запустив на вход аминокислотную последовательность белка программе blastp (область поиска - PRIMATES), получили множество
гомологичных и схожих последовательностей. В итоге выбран подходящий ортолог из Pan troglodytes с
Identities 77%.
Выравнив белковые последовательности с помощью clustalw, запустим PAL2NAL.
Выдача:
Данный результат нельзя рассматривать, как полное опровержение предположения о действии на гены белков обонятельных рецепторов положительного отбора, т.к. проверен
только один ген. Но один довод не в пользу предположения есть. Интересно заметить, что Ka/Ks для данных генов намного больше, чем аналогичный показатель для гена
белка RHO, что говорит о том, что изменчивость белка обонятельных рецепторов выше, чем белка, участвующего в терминации транскрипции. Это и понятно, ведь изменение гена первого
идет непосредственно под большим давлением изменяющейся окружающей среды - важнейшего эволюционного фактора.
©Ивин Юрий