Задания практикума 6

1. Cигнал, закодированный в геноме

Secis - структурный элемент на мРНК, необходимый для вставки двадцтать первой аминокислоты - селеноцестеина.

У селеноцестеина есть своя тРНК (Sec-тРНК), узнает стоп-кодон UGA (как и фактор терминации RF2). Также известно, что Sec-тРНК не узнаётся EF-Tu (фактор элонгации пептидной связи). Поэтому сама по себе вставку селеноцестеина неэффективна, без дополнительного сигнала.

UGA узнаётся Sec-тРНК только в белках, в кот должен быть Sec. В их мРНК на нек расстоянии от нужного UGA (разное у разных организмов) есть шпилька Secis (“Selenocysteine insertion”), которая узнаётся SelB — аналогом EF-Tu. SelB приносит в P-сайт рибосомы только Sec-тРНК.

Источник: August Böck, Selenoprotein Synthesis, Encyclopedia of Biological Chemistry, Elsevier, 2004, Pages 17-21, https://doi.org/10.1016/B0-12-443710-9/00616-5.

2. Построение и проверка позиционной весовой матрицы (PWM) для последовательности Козак человека

Я исследовала последовательности Козак на Х хромосоме прямой цепи человека. Для этого я написала скрипт, который можно посмотреть по ссылке.

Кратко ход работы. Я отобрала 100 последовательностей, состоящих из "7нк + ATG + 3нк". 40 из них - отдала на train, 60 - на test. Для отрицательного контроля отобрала 60 последовательностей внутри генов на Х хромосоме. Построила для каждой PWM, посчитала IC для каждой последовательности.

Я работала с файлами с последовательностями: train test negative

Обсуждение полученных в ходе работы результатов

Полученная PWM

PWM_TRAIN

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
A	-0.2916	-0.4060	-0.5352	-0.2916	0.5861	0.1405	-0.4060	1.1789	-3.9025	-3.9025	0.0678	-0.1890	-0.4060
T	-0.4060	-0.8580	-0.8580	-0.5352	-0.8580	-1.0693	-1.7053	-3.9025	1.1789	-3.9025	-1.3376	-0.6837	-0.0959
G	0.4114	0.4899	0.5627	0.2332	0.2332	-0.1131	0.4114	-3.4804	-3.4804	1.6010	0.8634	0.2332	0.4114
C	0.3263	0.5627	0.5627	0.5627	-0.9154	0.6305	0.8101	-3.4804	-3.4804	-3.4804	-0.4359	0.5627	0.1305

Сравнение весов PWM для положительного и отрицательного контролей

img 

1 - положительный контроль 2 - отрицательный контроль

Тестом Манна-Уитни было посчитано p-value. p-value = 2.1025e-05. Это говорит о том, что различие между двумя выборками значимое.

Значит, действительно можно предположить, что отобранные для положительного контроля последовательности -- содержат сигнал.

3. Вычисление информационного содержания сигнала старта трансляции - последовательности Козак из задания 2, и построение Logo

По построенной матрице IC получилось, что информационное содержание сигнала 7.9910 (максимум - 26.0).

IC

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
A	-0.003	-0.087	-0.151	-0.104	0.554	-0.048	-0.104	1.727	0.000	0.000	0.022	-0.026	-0.157
T	-0.087	-0.151	-0.003	-0.157	-0.106	-0.003	-0.155	0.000	1.727	0.000	-0.155	-0.157	0.293
G	0.028	0.490	0.055	0.055	0.028	0.003	0.055	0.000	0.000	2.336	0.365	-0.099	0.115
C	0.084	-0.020	0.215	0.447	-0.041	0.055	0.577	0.000	0.000	0.000	0.028	0.622	-0.076

По значениям IC на LOGO видно, что самый сильный сигнал на АТГ и рядом.

LOGO

Результаты, полученные через LOGO и построение IC согласуются друг с другом. Можно сделать вывод, что найден сигнал, однако сила сигнала не высока.