Практикум #10. Парные выравнивания
16 апреля 2019 г.
Практикум #10.
В этой работе мы познакомились с выравниваниями
последовательностей.
Для выполнения работы было использовано программное обеспечение с открытым исходным кодом
Emboss, а
именно:
-
Комманда needle
– глобальное выравнивание; -
Комманда transeq
– трансляция (создание аминокислотной последовательности в соответствии с нуклеотидной последовательностью). -
Комманда infoalign
– информация о последовательностях;
Задание. Исследование влияния на последовательности белков локальных мутаций в кодирующий последовательности
Что было сделано?
Сначала нашли полную последовательность (2Z,6E)-хедикариолсинтазы из генома бактерии Kitasatospora setae KM-6054. Затем произвели мутации в исходной последовательности и сохранили их в отдельных файлах. Производили парные выравнивания исходной последовательности с каждой мутированной.Выполненная работа:
Точные параметры выполненных выравниваний – в таблице pr10_alignments.xlsx.
Рисунок 1.
Замена 21-го нуклеотида: с гуанина на тимин Синонимическая мутация, остался пролин на 7-ом месте
Рисунок 2.
Замена 31-го нуклеотида: с гуанина на тимин Миссенс-мутация, замена валина на фенилаланин на 11-ом месте
Рисунок 3.
Замена 41-го нуклеотида: с цитозина на тимин Миссенс-мутация, замена пролина на лейцин на 14-ом месте
Рисунок 4.
Замена 51-го нуклеотида: с цитозина на тимин Замены не произошло, остался цистеин на 17-ом месте
Рисунок 5.
Замена 60-го нуклеотида: с цитозина на тимин Замены не произошло, остался гистидин на 20-ом месте
Рисунок 6.
Делеция нуклеотидов с 19 по 24 Потеря 2 аминокислотных остатков: пролина (7) и аспарагиновой кислоты (8)
Рисунок 7.
Делеция нуклеотидов с 20 по 25 Потеря 2 аминокислотных остатков: пролина (7) и аспарагиновой кислоты (8), замена фенилаланина (9) на лейцин
Рисунок 8.
Делеция 20-го нуклеотида Сдвиг рамки считывания, образование многочисленных стоп кодонов, многочисленные замены (после изолейцина (6))
Рисунок 9.
Вставка двух нуклеотидов после 20-го Сдвиг рамки считывания, образование многочисленных стоп кодонов, многочисленные замены (после пролина (7))
Рисунок 10.
Делеция 20-го нуклеотида, вставка нуклеотида после 40-го Замены: пролин на аргинин (7), аспартат на треонин (8), фенилаланин на серин (9), тирозин на треонин (10), валин на серин (11), фенилаланин на серин (13), пролин на серин (14)
Рисунок 11.
Замена 51-го нуклеотида: с цитозина на аденин Замена одного нуклеотида, приводящая к появлению стоп кодона на 17-ой позицииОбсуждение результатов
Мы можем выявить несколько закономерностей и явлений:- Если мутация в одном кодоне выражается только в замене третьего нуклеотида, то есть большая вероятность того, что мутация окажется синонимической (из-за вырожденности генетического кода).
- Если произошла инсерция или делеция количества нуклеотидов, не кратного трем, то такая мутация, скорее всего, является критической (последовательность белка после места делеции сильно изменяется, здесь белок может оборваться, так как в кодирующей последовательности случайно может образоваться стоп-кодон), так как она нарушает рамку считывания.
- Вставка или делеция количества нуклеотидов, кратного трем, может привести к двум исходам. Если мутация началась с первого нуклеотида кодона (открытой рамки считывания), то близлежащие к мутации аминокислоты не изменяются. Если не так, то близлежащие аминокислоты могут измениться.