Анализ крупных перестроек геномов

1. Выбор трёх геномов бактерий.

Для выполнения данного практикума были выбраны геномы бактерий:
1. Helicobacter pylori 26695 , AE000511.1
2. Helicobacter pylori 51 , CP000012.1
3. Helicobacter pylori 2018 , CP002572.1

2. Вычисление сходства (identity %) на гомологичных участках геномов и покрытие геномов гомологичными участками (процент гомологичных участков от длины геномов):

Данные о сходстве геномов приведенных бактерий были получены с помощью программы NPG-explorer.

Пример выдачи программы.

Identity среди s-блоков (стабильных блоков, содержащих по одному фрагменту из каждого генома) варьируется в пределах от 80,1% до 98,5%. Для h-блоков ("полустабильных" блоков - по одному фрагменту из 2х геномов) identity лежит в пределах от 82,6% до 100%. У u-блоков (уникальных последовательностей 1го генома) identity=100% (что закономерно).

Значения покрытий геномов гомологичными участками были взяты из выдачи программы blast2seq (Query cover):

• Helicobacter pylori 26695 vs. Helicobacter pylori 51 - 90%
• Helicobacter pylori 26695 vs. Helicobacter pylori 2018 - 90%
• Helicobacter pylori 51 vs. Helicobacter pylori 2018 - 91%

3. Исследование крупных перестроек.

Карты локального сходства геномов:

Fig. 1 H. pylori 26695 vs. H. pylori 51

Fig. 2 H. pylori 26695 vs. H. pylori 2018

Fig. 3 H. pylori 51 vs. H. pylori 2018

Крупные перестройки:

1. Крупные делеции и вставки
   • делеции: с большой вероятностью h2-блоки будут являться делециями, т.к. данный фрагмент встретился в двух геномах и отсутствует в третьем. Так, например, блок h2x1158 содержит 6 генов и присутствует в геномах H. pylori 51 и H. pylori 2018, но отсутствует у H. pylori 26695. Значит, возможно, в геноме последней бактерии произошла делеция.
   • вставки: последовательность u1x481 содержит 1 ген и встречается только в геноме H. pylori 51, поэтому, скорее всего, она является результатом вставки.
2. Участки, повторяющиеся в одном геноме
   • блок r4x320 содержит 5 генов и встречается во всех геномах, причём в геноме H. pylori 51 - дважды, т.е. данный фрагмент повторился.
3. Инверсии
   • Fig. 1: на участке 520К - 940К можно наблюдать крупную инверсию, а на участках 380К - 440К и 1,040М - 1,160М видны инверсия и транслокация одновременно.
4. Cинтеничные участки
   • Самый длинный синтеничный участок для данных геномов - g3x197771, состоящий из 406 блоков.