Учебный Сайт Николая Николаева

1. Описание сигнала полиаденилирования человека.

• Сигнал полиаденилирования у человека, как правило, состоит из консеснусной последовательности AATAAA (на кодирующей цепи ДНК) в 10-35 нуклеотидах upstream от места разрезания первичного транскрипта и T/GT - богатого участка среди 14-70 нуклеотидов downstream от места разреза.
• С сайтом AATAAA свзяывается белок CPSF (Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor), с T/GT - богатым участком - CstF (Cleavage stimulation Factor).
• После привлечения ими ещё нескольких белков - CF I_m, CF II_m (Cleavage Factor I_m и II_m) и PAP (Poly(A)-Polymerase), CPSF разрезает пре-мРНК, после чего PAP синтезирует поли(А)-хвост.
• Поскольку такой сигнал является по сути сигналом терминации транскрипции¹, можно ожидать, что его эффективность высока. В противном случае C-конец синтезируемых клеткой белков был бы случайным. Однако эффективность сигнала может изменяться дополнительными факторами, такими, как отклонения последовательности от консенсуса, вторичные структуры, образуемые РНК или связывание с ней других белков.
  Более половины генов человека подвержены альтернативному полиаденилированию (в т.ч. тканеспецифичному)², которое, таким образом, является, наряду с альтернативным сплайсингом, важным фактором повышения разнообразия протеома клетки.

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

Python-скрипт для данного задания любезно предоставлен Дмитрием Звездиным (с изменениями).

Для построения матрицы было получено 100 фрагментов генов человека из предложенной в задании таблицы (только с '+'-цепей), сожержащих стартовый ATG. Для проверки матрицы было скачано ещё 100 других фрагментов со стартовым ATG (положительный контроль) и 100 фрагментов с ATG, расположенным более чем в 200 нуклеотидах от начала гена (нестартовые ATG; отрицательный контроль).

Ожидаемые частоты встречаемости нуклеотидов рассчитывались, исходя из среднего содержания GC в человеческом геноме 41%³.

Полученная PWM доступна по ссылке.

Позитивные контроли имеют средний вес 5.25; отрицательные - 4.34. Тест Манна-Уитни показывает наличие статистически достоверной разницы (p-value=0.01). Значит, в точке начала трансляции действительно имеет место сигнал.

Вычисление информационного содержания и построение LOGO.

Матрица информационного содержания доступна по ссылке.

LOGO было построено с учётом содержания GC 41%.

Источники:

1. Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. Молекулярная биология клетки: в 3-х томах. Т. 1. М.-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Институт компьютерных исследований. 2013, 808.
2. C. Lutz. Alternative Polyadenylation: A Twist on mRNA 3′ End Formation. ACS Chem. Biol. 2008, 3, 10, 609–617.
3. International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 2001, 409, 860–921.