Занятие 1. Элементарные эволюционные события

Подготовка данных.

Задача по поиску гомологов белка KPYK1_ECOLI бактерии Escherichia coli в синегнойной палочке(Pseudomonas aeruginosa) увенчалась таким результатом, что максимальное значение ID составило 37%. Подходящий гомолог нашелся в чумной палочке (Yersinia pestis), его значение ID составило 86%, а по аннотации он, как и KPYK1_ECOLI является пируваткиназой 1. Более подходящих гомологов в предложенных организмах не нашлось, поэтому будем считать найденный гомолог ортологом.

Последовательностьбелка KPYK1_ECOLI.

Последовательностьгена KPYK1_ECOLI.

Последовательностьбелка гипотетического ортолога.

Последовательностьгена гипотетического ортолога.

Построение выравниваний.

С помощью программы needle с параметрами по умолчанию были построены выравнивания. В нуклеотидном выравнивании наблюдалось около 13 гэпов, ID составило 77.5%, причем произошли сдвиги рамки считывания с 163 по 166, 288-295, 341-363, 1112-1118, 1154-1159, 1254-1261 позиции ; а в белковом - ни одного гэпа, и ID составило 86.6%. Для уменьшения кол-ва гэпов было проведено повторное выравнивание с параметрами -gapopen 30, -gapextended 5. В результате чего наблюдается исчезновение гэпов.

Выравниваниебелка

Выравниваниегенов

Выравниваниегенов с измененными параметрами

Знакомство с PAL2NAL.

Эта программа может строить разбитые на кодоны множественные выравнивания нуклеотидных последовательностей, исходя из множественных выравниваний белковых последовательностей и соответствующих им множественных выравниваний ДНК (или мРНК), а также рассчитывать отношение Ка/Ks.(1) Несмотря на несоответствия с пептидной последовательностью, polyA участки, сдвиги рамки считывания, программа выдаёт результат.(2) На сервере PAL2NAL было получено выравнивание с разбивкой на кодоны, предварительно отметив Codon with Amino acid в разделе Output format. Также, отметив * Yes (valid only if the input is a pair of sequences) в подразделе Calculate KS and KA раздела Remove gaps, inframe stop codons, получена выдача с подсчитанным отношением Ka/Ks, где отношение KA/KS = 0.0629. Это означает, что на белок KPYK1_ECOLI действует стабилизирующий отбор, что неудивительно. Зачем изменять что-то в белке, катализирующем реакцию гликолиза? Ведь случайная замена в каталитическом центре приведет к необратимым последствиям.

(2). Максим Сорокин, "Занятие 1. Элементарные эволюционные события"