Как проводилась работа

Для исследования был взят тот же белок, что был выдан в первом семестре. Нужно было получить его ген. Для этого я скачал геном бактерии в формате fasta с сайта NCBI. Последовательность белка, которая выступала в качестве референсной в практикуме, была скачана из UniProt.

Далее файлы были обработаны с помощью команд EMBOSS.

• Получение гена. Команда seqret sequence.fasta[1953448:1954392] CDS.fasta, где sequence.fasta назван файл с полным геномом.
• Мутации вносились вручную в редакторе FAR, где есть удобные подписи строк и колонок. Далее для примера рассмотрим работу с мутацией 2.
• Трансляция. transeq mutatedCDS-2.fasta translated-2.fasta -trim — опция -trim заставляет программу проигнорировать конечный стоп-кодон при записи последовательности белка (то есть в последовательности не будет на конце звёзочки).
• Построение выравнивания. needle -aform msf Q2S289.fasta -gapo 10.0 -gape 0.5 -bseq translated-2.fasta -out alignment-2.fasta (для нонсенс-мутаций со значительным изменением первичной структуры белка приходилось выстявлять -gapo 0.0, чтобы выравнивалось хотя бы начало). (И спасибо Соне Гайдуковой за подсказку с форматом msf!)

Визуализация мутаций в выравниваниях была проведена с помощью JalView.

Итоги

В результате практикума была получена таблица с описанием мутаций, а также серия рисунков, показывающих различия между белками. Архив с ними можно получить по ссылке. В результате мутаций иногда ничего не происходило (синонимичные замены). Как правило, это случалось в случае замены третьего нуклеотида кодона. Замена третьего нуклеотида могла привести и к замене, сохраняющей функциональную консервативность (мутация 4). Также в случае замены одного нуклеотида мог происходить миссенс и — редко — нонсенс (когда появлялся или исчезал стоп-кодон, впрочем, при исчезновении стоп-кодона необходимо рассматривать гены, лежащие дальше). Делеция или инсерция с нарушением рамок считывания (число нуклеотидов не кратно трём) всегда приводила к нонсенс-мутации.