Пробное выравнивание

Пробное выравнивание
Определение положения фрагмента полной последовательности белка BCCP_ECOLI.
С помощью редактора выравниваний GeneDoc были выравнены 2 последовательности, одна из которых - полная последовательность белка BCCP_ECOLI. Совпадение участка последовательности белка c другой последовательностью было 100%. Заданный фрагмент соответствует позициям 55-80 в полной последовательности белка BCCP_ECOLI.

Выравнивание полной последовательности белка BCCP_ECOLI c ее фрагментом

Выравнивание двух фрагментов
C помощью редактора выравниваний GeneDoc были выравнены 2 последовательности: первая длиной 26а.о., а вторая длиной 25а.о. После выравнивания образовалось 10 колонок, выделенных черным цветом (это совпавшие элементы последовательностей), а длина выравнивания равна 26.
Одним из пунктов этой задачи являлось построение выравнивания с наибольшим весом, т.е. с наиболее правдоподобным расположением элеметов (например, с наименьшим числом возможных делеций или вставок в последовательности, что в выравнивании отражается в появлении гэпов). Вес рассчитывался по формуле: W=M-nG, где M - число совпавших букв, G - штраф за пропуск, равен 2, n - общее число пропусков. В данной задаче вес получился равным W=9-0*2=9.
Был посчитан процент идентичности двух выровненных последовательностей (отношение числа колонок, в которых стоят одинаковые буквы, к общему числу колонок, включая "гэповые", умноженное на 100): 9/26 или 34,61%
Выравнивание двух фрагментов

Поиск первой с N-конца выравнивания "близкородственной" замены а.о.
Для выполнения этого задания была использована таблица BLOSUM62. Близкородственной считалась замена с положительным значением в таблице. Таким образом, первой такой заменой стала замена A-S, аланин-серин или Ala-Ser, номер колонки, в которой стоят эти остатки, 15, перед этим встречались замены только с отрицательными или нулевыми значениями, вес этой замены согласно таблице равен 1.
В боковой группе серина есть дополнительная группа ОН по сравнению с аланином. В аланине есть только метильная группа, и этот конец гидрофобен, однако дополнительная гидроксильная группа серина придает концу гидрофильные свойства.

Дополнительные задания

Для оценки выравнивания, помимо процента идентичности, можно использовать процент сходства - отношение числа колонок со сходными буквами (такие, для которых значение элемента матрицы BLOSUM62 положительно) к общему числу, умноженное на 100%. В данном выравнивании число колонок с положительным весом равно 13 (это колонки, выделенные черным цветом, а также S-A, K-E, S-N), следовательно процент сходства равен 50%.
Выше описано выравнивание с весом 9, которое построено без гэпов внутри последовательностей. Такого же веса удалось добиться при другом выравнивании с большим числом совпадений, однако с гэпами в последовательности. Вот оно:
В этом выравнивании на 2 больше совпадений, однако появляется гэп, который штрафуется 2 единицами, поэтому W=M-nG=11-1*2=9. У этого выравнивания длина равна уже 27 колонок, а процент идентичности последовательностей равен 11/27, т.е. 40,74%. Процент сходства этих последовательностей равен 16/27 или 59,26%. Таким образом, второе выравнивание по оценочным характеристикам оказалось "лучше" первого выравнивания, несмотря на присутствие гэпа в середине последовательности.
При помощи электронной таблицы excel и таблицы BLOSUM62 были написаны формулы для сопоставления каждой колонке выравнивания ее веса. При этом использовались формулы поиска и ВПР. В файле excel, который можно скачать здесь, есть 2 страницы: на одной находится таблица BLOSUM62, из которой берутся значения веса замен и соответствий элементов последовательностей, а на другой находится таблица, в которую можно ввести 2 выровненные последовательности, в нижней строке которой под каждой из колонок считается соответствующий вес.