Определение таксономии и функции нуклеотидной последовательности

Для выполнения данного задания была выбрана консенсусная последовательность из практикума 6. Поиск проводился программой blastn (для поиска сколько–нибудь похожих нуклеотидных последовательностей). Был изменен только один параметр — Word Size на 7 (остальные параметры оставил неизменными).

Что получили?

Некоторая часть списка находок изображена на рисунке 2. Результаты поиска с помощью blastn говорят о том, что данная нуклеотидная последовательность, скорее всего, кодирует рибосомальную РНК. Если быть точным, то исходя из того, что все первые 100 результатов с довольно большими E–value кодируют 18S rRNA, которая является структурным компонентом малой субъединицы рибосомы эукариот, то и исследуемая последовательность также, скорее всего, кодирует 18S rRNA. Она довольно консервативна, ее активно используют в филогенетике. Что касается таксономии организма, из которого был получен образец ДНК, то можно сказать, что его происхождение следующее:

Metazoa Eumetazoa Bilateria Platyhelminthes Cestoda Eucestoda Diphyllobothriidea Diphyllobothriidae

Это предположение выдвинуто из–за того, что у четырех первых организмов с лучшими выравниваниями эти таксоны оказались максимально совпавшими. Также это вытекает из филогенетического древа, изображенного на рисунке 3.

Рисунок 1. Список 100 лучших совпадений, найденных blast по последовательности из практикума 6

Выравнивания

1. Выравнивание исследуемой последовательности (Query) и KY552791.1 (Sbjct) из Pyramicocephalus phocarum

Query  1     TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  60
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1240  TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  1299

Query  61    CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  120
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1300  CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  1359

Query  121   TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  180
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1360  TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  1419

Query  181   AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  240
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1420  AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  1479

Query  241   TGGTGAAACTGCTCACATATGCCGACTGCTATCGGGACGCGTTCTTGCGTGCGTTGCGAG  300
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1480  TGGTGAAACTGCTCACATATGCCGACTGCTATCGGGACGCGTTCTTGCGTGCGTTGCGAG  1539

Query  301   CTCCTCGTGGGCGAGTGGCGTGTGTAGGGGCGTGAACTGTGGTGGAAGGTGTGTGCGGTG  360
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1540  CTCCTCGTGGGCGAGTGGCGTGTGTAGGGGCGTGAACTGTGGTGGAAGGTGTGTGCGGTG  1599

Query  361   GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  420
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1600  GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  1659

Query  421   TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  480
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1660  TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  1719

Query  481   GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTTGGGG  540
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||
Sbjct  1720  GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTT-GGG  1778

Query  541   CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  600
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1779  CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  1838

Query  601   GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  660
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1839  GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  1898

Query  661   CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTASTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  720
             |||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1899  CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTAGTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  1958

Query  721   CAGTATCACCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACYTGATCAY  780
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||| 
Sbjct  1959  CAGTATCACCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACTTGATCAT  2018

Query  781   TTAGA  785
             |||||
Sbjct  2019  TTAGA  2023

2. Выравнивание исследуемой последовательности (Query) и AB512013.1 (Sbjct) из Diphyllobothrium nihonkaiense

Query  1     TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  60
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1329  TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  1388

Query  61    CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  120
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1389  CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  1448

Query  121   TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  180
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1449  TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  1508

Query  181   AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  240
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1509  AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  1568

Query  241   TGGTGAAACTGCTCACATATGCCGACTGCTATCGGGACGCGTTCTTGCGTGCGTTGCGAG  300
             ||| ||||||||||||||||| |||||||||| |||||||||||||||||| |  |||||
Sbjct  1569  TGGCGAAACTGCTCACATATGTCGACTGCTATGGGGACGCGTTCTTGCGTGTGCCGCGAG  1628

Query  301   CTCCTCGTGGGCGAGTGGCGTGTGTAGGGGCGTGAACTGTGGTGGAAGGTGTGTGCGGTG  360
             |||||||||||| ||||||||| |||||||||||||||||||| | ||| ||||||||||
Sbjct  1629  CTCCTCGTGGGCAAGTGGCGTGCGTAGGGGCGTGAACTGTGGTAGGAGGCGTGTGCGGTG  1688

Query  361   GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  420
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1689  GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  1748

Query  421   TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  480
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1749  TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  1808

Query  481   GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTTGGGG  540
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||
Sbjct  1809  GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTT-GGG  1867

Query  541   CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  600
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1868  CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  1927

Query  601   GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  660
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1928  GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  1987

Query  661   CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTASTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  720
             |||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1988  CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTAGTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  2047

Query  721   CAGTATCACCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACYTGATCAY  780
             |||||||| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||
Sbjct  2048  CAGTATCAGCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACTTGATCAT  2107

Query  781   TTAGAGGAAGTAAA  794
             ||||||||||||||
Sbjct  2108  TTAGAGGAAGTAAA  2121

3. Выравнивание исследуемой последовательности (Query) и DQ181944.2 (Sbjct) из Diphyllobothrium ditremum

Query  1    TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  60
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  127  TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  186

Query  61   CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  120
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  187  CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  246

Query  121  TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  180
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  247  TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  306

Query  181  AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  240
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  307  AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  366

Query  241  TGGTGAAACTGCTCACATATGCCGACTGCTATCGGGACGCGTTCTTGCGTGCGTTGCGAG  300
            ||| ||||||||||||||||| ||||||||||||||||||||||||||||  |  |||||
Sbjct  367  TGGCGAAACTGCTCACATATGTCGACTGCTATCGGGACGCGTTCTTGCGTATGCCGCGAG  426

Query  301  CTCCTCGTGGGCGAGTGGCGTGTGTAGGGGCGTGAACTGTGGTGGAAGGTGTGTGCGGTG  360
            |||||||||||||||||| ||| |||||||||||||||||||| | ||| ||||||||||
Sbjct  427  CTCCTCGTGGGCGAGTGGTGTGCGTAGGGGCGTGAACTGTGGTAGGAGGCGTGTGCGGTG  486

Query  361  GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  420
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  487  GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  546

Query  421  TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  480
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  547  TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  606

Query  481  GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTTGGGG  540
            |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||
Sbjct  607  GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTT-GGG  665

Query  541  CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  600
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  666  CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  725

Query  601  GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  660
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  726  GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  785

Query  661  CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTASTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  720
            |||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||||||||||||
Sbjct  786  CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTAGTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  845

Query  721  CAGTATCACCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACYTGATCAY  780
            |||||||| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||| 
Sbjct  846  CAGTATCAGCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACTTGATCAT  905

Query  781  TTAGAGGAAGTAAA  794
            ||||||||||||||
Sbjct  906  TTAGAGGAAGTAAA  919

4. Выравнивание исследуемой последовательности (Query) и KF218251.1 (Sbjct) из Diphyllobothrium latum

Query  1     TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  60
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1347  TGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGAAAA  1406

Query  61    CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  120
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1407  CTCACCCGGCCCGGACACTGTGAGGATTGACAGATTGATAGCTCTTTCTTGATTTGGTGG  1466

Query  121   TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  180
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1467  TTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGATAACG  1526

Query  181   AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  240
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1527  AACGAGACTCTAGCCTGCTAATTAGTACGCCTGTCCTCTGTTCCTGTGCTGGCGGTGCTT  1586

Query  241   TGGTGAAACTGCTCACATATGCCGACTGCTATCGGGACGCGTTCTTGCGTGCGTTGCGAG  300
             ||| ||||||||||||||||| |||||||||| |||||||||||||||||  |  |||||
Sbjct  1587  TGGCGAAACTGCTCACATATGTCGACTGCTATTGGGACGCGTTCTTGCGTATGCCGCGAG  1646

Query  301   CTCCTCGTGGGCGAGTGGCGTGTGTAGGGGCGTGAACTGTGGTGGAAGGTGTGTGCGGTG  360
             |||||||||||||||||| ||| |||||||||||||||||||| | ||| ||||||||||
Sbjct  1647  CTCCTCGTGGGCGAGTGGTGTGCGTAGGGGCGTGAACTGTGGTAGGAGGCGTGTGCGGTG  1706

Query  361   GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  420
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1707  GGTCCGGTGCTTGCCTCCGGGTACGGCGCAGGTGTGTCTACTTCTTAGAGGGACAAGCAT  1766

Query  421   TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  480
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1767  TACGAATGTGTACGAAATTGAGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTCCGGGGCC  1826

Query  481   GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTTGGGG  540
             |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||
Sbjct  1827  GCACGCGCGCTACAATGACGGTGCCAACGAGTCTGACCTTCTGGCCCGAAAGGGTT-GGG  1885

Query  541   CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  600
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1886  CAAACTGGTCAATCACCGTCATGACAGGGATCGGGGCTTGGAATTGTTCCCCGTGAACGA  1945

Query  601   GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  660
             ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sbjct  1946  GGAATTCCTAGTAAGTGCAAGTCATAAGCTTGCGCTGATTACGTCCCTGCCCTTTGTACA  2005

Query  661   CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTASTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  720
             |||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||||||||||||
Sbjct  2006  CACCGCCCGTCGCTACTACCGATTGAATGGTTTAGTAAGGTCCTCGGATTGGCGCCATTG  2065

Query  721   CAGTATCACCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACYTGATCAY  780
             |||||||| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| |||||| 
Sbjct  2066  CAGTATCAGCCGCAAGGTTGGTGCTCGACAGGTGCCGAGAAGACGACCAAACTTGATCAT  2125

Query  781   TTAGAGGAAGTAAA  794
             ||||||||||||||
Sbjct  2126  TTAGAGGAAGTAAA  2139

В приведенных выше выравниваниях:

| обозначает полное соответствие нуклеотидов
обозначает схожесть нуклеотидов (например, G входит в класс S)
обозначает полное несоответствие нуклеотидов

По–видимому, в интерпретации хроматограммы из практикума 6 была допущена ошибка: был добавлен лишний гуанин на позицию 547 (по последовательности Query). Возможно, конечно, это не ошибка, так как инсерция одного нуклеотида для рРНК не так страшна, как для белка.

Изучаемая последовательность с достаточно большой вероятностью может относиться к виду Pyramicocephalus phocarum, так как практически никаких разногласий между двумя последовательностями (изучаемой и из этого вида) найдено не было. А вот от последовательностей из организма рода Diphyllobothrium искомая последовательность отличается довольно сильно: примерно в области с 241 по 360 позицию находится по 12 несовпадений.

Сравнение результатов работы алгоритмов BLAST

Последовательность из практикума 6

Для данной последовательности были запущены 3 программы: megablast (для очень схожих последовательностей), blastn с обычными параметрами (для довольно разных, но все–же схожих последовательностей) и blastn с чувствительными параметрами (для хоть сколько–нибудь схожих последовательностей). Некоторые параметры запусков описаны в таблице 1. megablast оказался самой быстрой программой, а blastn с обычными параметрами оказался быстрее, чем blastn с модифицированными параметрами.

Результат работы программ немного удивил. Почему–то, при запуске blastn с чувствительными параметрами находок получилось меньше, чем в обычном blastn и даже megablast. Когда же провели фильтрацию результатов (учитывали только те последовательности, у которых процент идентичности находился между 60% и 95%, а также E–value было меньше, чем 0,001), то получили следующие количества находок: megablast — 22, blastn обычный — 34, blastn чувтсвительный — 27. На рисунках 4, 5, 6 изображены результаты работы программ megablast'а, обычного blastn'а и чувтсвительного blastn'а.

Хочется заметить, что megablast упустил целый ряд важных находок. Например, он не учел запись Spirometra erinaceieuropaei voucher ZJ-JX 18S ribosomal RNA gene, partial sequence и записи других штаммов этого вида. А результатов чувствительного blastn оказалось меньше, чем у blastn с обычными настройками из-за того, что blastn с обычными настройками наткнулся на сборку генома Schistocephalus solidus strain NST_G2, а с измененными параметрами — нет.

Алгоритм	Word Size	Match/Mismatch scores	Число находок
MegaBlast	28	1, -2	922
Blastn стандартный	11	2, -3	962
Blastn чувствительный	7	1, -1	866

Таблица 1. Параметры запусков разных программ BLAST с последовательностью из практикума 6

Последовательность CDS Thermus phage P23–77

В данной части задания нужно было провести такое же сравнение разных алгоритмов BLAST, как и в предыдущей части задания. Только вот для сравнения был взят кодирущий регион 4378–4899 NC_013197.1 из генома Thermus phage P23–77. Результат можно найти в таблице 2.

Все результаты работы можно найти на рисунках После того, как мы отфильтровали результаты (Identity 60%–95%, E–value < 0,001), оказалось, что megablast не нашел ничего, blastn с обычными параметрами выдал 8 находок, а чувствительный blastn — 19.

Алгоритм	Word Size	Match/Mismatch scores	Число находок
MegaBlast	28	1, -2	1
Blastn стандартный	11	2, -3	576
Blastn чувствительный	7	1, -1	540

Таблица 2. Параметры запусков разных программ BLAST с CDS Thermus phage P23–77.

Интересно, что чувствительный blastn нашел запись Kitasatospora setae KM-6054 DNA, complete genome, то есть запись того организма, с которым я работал в практикумах первого семестра.

Выводы

Для быстрого поиска практически идентичных последовательностей подходит megablast, blastn с обычными параметрами хорошо подходит для поиска схожих последовательностей, а вот blastn с чувствительными параметрами подходит для поиска сколько–нибудь схожих последовательностей, но не всегда.

Гомологи белков в неаннотированном геноме

В данном задании рассматривается неаннотированный геном Amoeboaphelidium protococcarum. Так как было необходимо найти гомологи белков в геноме, то я пользовался tblastn. Последовательности белков я получил с сайта UniProt (View Format FASTA (canonical)).

ACT_YEAST — актин из Saccharomyces cerevisiae. Это глобулярный белок, который при сборке друг с другом дает микрофиламенты — основу цитоскелета.

SUCB_YEAST — β субъединица сукцинил-КоА-синтетазы (SCS) из S. cerevisiae. SCS — фермент, катализирующий обратимую реакцию превращения сукцинил КоА в сукцинат (одновременно образуя ГТФ или АТФ из ГДФ или АДФ и фосфата). Этот фермент принимает участие в цикле Кребса.

DPOD_YEAST — каталитическая субъединица ДНК полимеразы δ (Polδ) из S. cerevisiae. Polδ — фермент, осуществляющий синтез отстающей цепочки ДНК и ее пруфридинг.

Результаты

ACT_YEAST: лучший результат среди всех трех белков по качеству и количеству совпадений. Итог: положительный – есть гомолог, вероятно, выполняющий ту же функцию. Самое маленькое E-value — 0 (скэффолды 444, 514 и 17). Всего 18 находок. Покрытие для лучшего результата стопроцентное, гэпов нет.

SUCB_YEAST: худший результат среди трех рассматриваемых белков. Итог положительный. Количество совпадений — 4, лучшее E-value — 3 * 10⁸⁴ (скэффолд 361). Покрытие для лучшей находки — 92%, гэпов мало.

DPOD_YEAST: средний результат. Итог положительный. Нашлось 8 похожих последовательностей. Две последовательности (скэффолды 81 и 529) дали выравнивания с нулевым E-value. Процент покрытия для первого результата — 97%, гэпов очень мало.

Поиск гена белка в контиге

Для выполнения данного задания был выбран контиг JDSB01000005.1 из неаннотированного генома Aquila chrysaetos canadensis.

Результат изображен на рисунке 11. Можно сказать, что в контиге находится ген, кодирующий убиквитинлигазу (E3 ubiquitin ligase), так как результаты хорошие (лучшее E-value — 7 * 10^-14.

Дополнительные материалы

Рисунок 2. Некоторое число лучших результатов поиска с помощью blastn

Рисунок 3. Филогенетическое древо, составленное из результатов выравнивания blastn с исследуемой последовательностью (на рисунке — "unknown").

Рисунок 4. Результат работы megablast с последовательностью из практикума 6

Рисунок 5. Результат работы blastn при стандартных настройках с последовательностью из практикума 6

Рисунок 6. Результат работы blastn при чувствительных настройках с последовательностью из практикума 6

Рисунок 7. Результат работы blastn при стандартных настройках с CDS вируса

Рисунок 8. Результат работы blastn при чувствительных настройках с CDS вируса

Рисунок 9. Результат работы blastn при стандартных настройках с CDS вируса

Рисунок 10. Результат работы blastn при чувствительных настройках с CDS вируса

Рисунок 11. Результат работы blastx с неаннотированным контигом

Поиск по сходству (BLAST)

22 октября 2019 г.