Предсказание генов у эукариот
Для данного нуклеотидного фрагмента ДНК человека с использованием программ GENSCAN и UCSC Genome Browser была определена экзон-интронная структура гена, а также описан его альтернативный сплайсинг.
Использование GENSCAN
Для поиска экзонов в выданной последовательности ДНК человека сначала используем программу GENSCAN. Все найденные экзоны (табл. 1) соотвествуют одному гену.
Таблица 1. Экзоны, найденные GENSCAN
| № экзона | Начало | Конец | Цепь | Тип |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 4817 | 4640 | - | внутренний |
| 2 | 7850 | 7739 | - | внутренний |
| 3 | 8129 | 7978 | - | внутренний |
| 4 | 8574 | 8549 | - | внутренний |
| 5 | 10323 | 10248 | - | внутренний |
| 6 | 11532 | 11464 | - | внутренний |
| 7 | 11889 | 11748 | - | внутренний |
| 8 | 13729 | 13686 | - | внутренний |
| 9 | 15383 | 15324 | - | внутренний |
| 10 | 17836 | 17729 | - | внутренний |
| 11 | 19165 | 19031 | - | внутренний |
| 12 | 22251 | 22143 | - | внутренний |
| 13 | 31521 | 31439 | - | внутренний |
| 14 | 34903 | 34700 | - | внутренний |
Использование Genome Browser
Сервис Genome Browser производит поиск по базе с генами, белками, мРНК и другими объектами, картированными на различные аннотированные геномы. Сначала воспользуемся алгоритмом Blat; аналогично BLAST он найдет гомологов выданной последовательности среди фрагментированных участков генома.
.На рисунке 1 показаны предположительные сайты альтернативного сплайсинга (кассетные экзоны).
Судя по мРНК, в данном фрагменте ДНК один ген, в котором 15 экзонов. Есть два кассетных экзона.
Программа BLASTX
Далее был рассмотрен фрагмент ДНК из генома киви Actinidia chinensis (фрукт) длинной 104 833 нуклеотида. Так как геном киви, в отличии от генома человека, не является хорошо аннотированным, то для предсказания генов этого фрагмента использовалась программа BLASTX, а не ранее использованные GENSCAN и UCSC Genome Browser. Программа BLASTX выполняет поиск гомологичных последовательностей белков, соответствующих участков исследуемого фрагмента ДНК. Поиск проводился со следующими параметрами: исключение поиска по моделям и пробам среды, ограничение поиска по белкам растений, исключение поиска по геному винограда, использование стандартного генетического кода.
Судя по найденным гомологичным последовательностям, можно предположить, что в фрагменте четыре гена. В таблицах 2-5 сказано подробней об экзонах и о том, какой белок кодирует каждый ген.
Таблица 2. Ген, кодирующий белок цитохром P450 (бета-амирин оксидаза)
| № экзона | Начало | Конец | Цепь | Тип |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 3017 | 2451 | - | начальный |
| 2 | 3846 | 3136 | - | конечный |
Таблица 3. Ген, кодирующий белок 1-аминоциклопропан-1-карюоксилат оксидаза 5 (ACC оксидаза 5)
| № экзона | Начало | Конец | Цепь | Тип |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 16559 | 16362 | - | начальный |
| 2 | 20072 | 19743 | - | внутренний |
| 3 | 4675 | 4490 | - | конечный |
Таблица 4. Ген, кодирующий белок сфингозин киназа 1
| № экзона | Начало | Конец | Цепь | Тип |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 28605 | 27640 | - | начальный |
| 2 | 48845 | 47976 | - | внутренний |
| 3 | 27312 | 27169 | - | внутренний |
| 4 | 41509 | 41509 | - | внутренний |
| 5 | 44785 | 44636 | - | внутренний |
| 6 | 47514 | 47359 | - | конечный |
Таблица 5. Ген, кодирующий белок кислород-зависимая копроген-оксидаза
| № экзона | Начало | Конец | Цепь | Тип |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 66664 | 67032 | + | начальный |
| 2 | 83222 | 83350 | + | внутренний |
| 3 | 83424 | 83522 | + | внутренний |
| 4 | 83618 | 83698 | + | внутренний |
| 5 | 82880 | 82972 | + | конечный |