Геномные браузеры

UCSC (Human Genome Browser Gateway)

Попробуем найти выбранный нами ещё на занятии по Online-BLAST белок в UCSC. Из информации на страничке, соответствующей гену получаем следующие характеристики гена:

• Короткое и полное имя гена: Homo sapiens tubulin, alpha 3e, TUBA3E
• На какой цепи он закодирован: обратная цепь
• В какой хромосоме находится: хромосома 2
• К каким плечу и полосе принадлежит: q 21.1
• Координаты гена в последовательности хромосомы: 130948827-130955543, длина 10 076 bp
• Сколько альтернативных продуктов закодировано в гене: 1
• Число экзонов и длина аминокислотной последовательности: 5 экзонов, 450 аминокислот

Была сохранена картинка (Рис. 1) из браузера, на которой показаны следующие аспекты: (i) расположение генов в соответствии с USCS и RefSeq, (ii) сайты метилирования ДНК, (iii) консервативные участки генома среди всех позвоночных и их выравнивание с человеком, (iv) Полиморфизм в рамках данного участка - наиболее частые SNP (Single Nucleotide Polymorphism). Интересно отметить, что гены представителей разных групп позвоночных хорошо выравниваются с человеческим по определённым участкам, которые примерно и соответствуют, в конечном счёте, экзонам. Макака-резус же выравнивается по всей последовательности, как наиболее эволюционно близкий представитель позвоночных. Видно, что для мыши произошла какая-то техническая ошибка, ведь для неё не показано никакого выравнивания.

Рис. 1 Вариант визуализации гена из Human Genome Browser Gateway с определёнными треками (см.комментарии в тексте).

Ensembl

В этом блоке с помощью сервисов доступных на сайте Ensembl мы построим выравнивание выбранного нами гена человека и гомологичного ему гена из шимпанзе. Выравнивание в формате CLUSTAL доступно по ссылке: (ССЫЛКА). Теперь получим информацию о полиморфизмах, наблюдаемых в гене, - различных вариантах у разных индивидуумов. На рисунке 2 представлена информация о том, сколько вариантов известно по каждому из типов возможного полиморфизма для рассматриваемого гена. Например, известен всего один вариант сплайсинга (это мы поняли ещё в первом задании), что видно и из таблички - в обеих строках splice variant стоят единицы.

Рис. 2 Полиморфизмы для гена человека TUBA3E.

Используем команду dismart для оценки эволюционного расстояния между последовательностями, в результате получаем матрицу, где для каждой пары последовательностей показано эволюционное "расстояние" в количестве замен на 100 пар оснований (ССЫЛКА). Для наших двух последовательностей из человека и шимпанзе получаем этот параметр равным 1,41, что свидетельствует о крайней близости видов, ведь последовательности генов крайне сходны и хорошо между собой выравниваются. В качестве ещё одного вывода отмечу то, что для гена субъединицы альфа тубулина характерен серьёзный полиморфизм (всего 622 различных варианта), причём это полиморфизмы возникающие вследствие самых различных молекулярных процессов.