Учебный сайт Кузнецовой Марии

Главная

Первый семестр

Второй семестр

Третий семестр

Ссылки

Об авторе

Выравнивания и гомология

С помощью выравнивания последовательностей можно много узнать о гомологии совмещаемых последовательностей. В множественных выравниваниях последовательности белков или других биологических объектов размещаются друг под другом, при этом совпадающие буквы помещаются друг под другом. Для того, чтобы совместить последовательности, в них часто вставляются гэпы - условные символы, которые нужны для лучшего совмещения. Они не обозначают разрывы последовательности или делеции, а являются чисто формальными символами. Работа с множественными выравниваниями осуществляется с помощью специальных программ, одна из них - Jalview.

      Для выполнения пункта а первого задания была устновлена консервативность 70% и выше, раскраска по типу Clustalx. Были найдены 2 участка выравнивания, на которых высок процент консервативных и функционально консервативных аминокислот. Они показаны на рис. 1. Несмотря на то, что данные блоки находятся довольно близко, их вряд ли можно объединить в кластер, поскольку их разделяют недостаточно консервативные участки.

      Выравнивание, с которым была проведена работа, можно скачать здесь.

Рис. 1. Общий вид проекта в Jalview, вертикальные блоки выравнивания показаны черной рамкой, им соответствуют координаты 71-77 и 85-107.

Для выполнения второго задания, в котором надо посчитать процент консервативных позиций был выран второй блок, показанный на рис. 1 справа. Всего в нём 23 колонки.
      Абсолютно консервативная позиция - это такая колонка, в которой во всех выравниваниях стоит одинаковая аминокислота. В этом блоке их 5, в процентном соотношении 21.75%.
      Абсолютно функционально консервативная позиция - это такая колонка, в которой во всех выравниваниях стоят аминокислоты одной и той же группы. Таких колонок 14, их доля в процентах - 60.87%.
      Консервативная на 70% колонка - это такая колонка, в которой в 70% выравниваемых последовательностей и более стоит одна и та же аминокислота. Таких колонок в блоке 18, что составляет 78.26% от всех колонок.
      Функционально консервативных на 70% колонок в этом блоке 21, что составляет 91.30% от всех колонок блока.
      Для выполнения третьего задания также использовались блоки из пункта а первого задания. Между этими двумя блоками находится 7 позиций, из которых 3 - это гэпы. Тогда процент гэпов в этой части выравнивания - 8.1%.

      Пункт б первого задания заключался в поиске двух гомологичных на каком-либо участке последовательностей, при отсутствии данных о гомологичности остальных последовательностей. Графические параметры остались как в прежней работе. Требуемый фрагмент выравнивания показаны на рис. 2а, ему соответствуют кординаты последовательности 62-105.

      Проект с выполнением данной работы в формате .jar можно скачать здесь.

Рис. 2. а) Две гомологичные на участке последовательности (слева). б) Выравнивание дополнительной последовательности с правым блоком из пункта а задания 1 (справа).

Четвертое задание заключалось в выравнивании дополнительной последовательности (ее можно скачать здесь) относительно одного из блоков из первого задания, пункта а. Фрагмент этого выравнивания показан на рис.2б. Проект с выравниванием дополнительной последовательности можно найти здесь.

      Пятое задание заключалось в получении косенсусной последовательности и постоения LOGO-изображения одного из блоков. Последовательность была получена с помощью инструментов Jalview и скачать ее можно здесь.
Для построения LOGO использовались фрагменты последовательностей, соответствующие 2-му (правому) вертикальному блоку выравниваний. И увидеть его можно на рис. 3.

Рис. 3. LOGO-изображение правого вертикального блока из пункта а первого задания.

В последнем задании предлагается посмотреть, как выглядит выравнивание заведомо негомологичных белков. Для этого были взяты несколько белковых последовательностей. Их аминокислотные последовательности "были выравнены" с помощью сервиса MUSCLE. Файл, который был получиен в итоге, можно скачать здесь. Это и есть тот файл, который был подан на вход редактору JalView. Как можно видеть на рис. 4, в обоих блоках довольно мало совпадающих аминокислот. По такому "выравниванию" можно заключить, что белки негомологичны.

Рис. 4. Два блока выравнивания заведомо негомологичных белков.

Последний проект этой работы c выравниванием заведомо негомологичных белков можно скачать здесь.