Занятие 1. Элементарные эволюционные события

Задание 1. Оценить давление отбора на ген заданного белка (работа с веб-сервером PAL2NAL)

По сути давление отбора - это увеличение процента различий(то есть спецификации) двух белков, начиная с момента их расхождения.

Подготовка данных

Для исследования была взята последовательность белка PABB_ECOLI (P05041), а также его гена.
Ортологов в синегнойной палочке, равно как и в чумной палочке, найти не удалось. Поэтому был взят белок из бактерии-возбудителя тифа PABB_SALTY(P12680), с соответствующим геном.

В первом приближении будем считать ортологами последовательности, совпадающие на 60-80% и имеющие похожую аннотацию в UniProt. Белок PABB_SALTY подходит к этому определению.(Совпадают описания, процент идентичности - 76%)

Построение выравниваний
C помощью программы needle были построены попарные белковые(FASTA-формат)или (стандартное)и нуклеотидное выравнивания найденных последовательностей.
При этом нуклеотидное выравнивание не соответствало белковому: в нуклеотидном имелись гэпы, чего не наблюдалось в белковом.
Для уменьшения их числа при построении нуклеотидного выравнивания были изменены параметры needle: штраф за появление делеции(gapopen) - 30 (10 по умолчанию), за удлинение ее на один нуклеотид(gapextend) - 5 (0.5 по умолчанию).
Количество гэпов уменьшилось до 5 штук, дальнейшее изменение параметров не влияло на уменьшентие их количества.

Знакомство с PAL2NAL.
PAL2NAL - это программа, которая переводит множественное выравнивание белковых последовательностей и соответствующих им нуклеотидных последовательностей в нуклеотидное выравнивание с разбивкой на кодоны.
Программа может работать, даже если в последовательности НК имеются несоответствия с пептидной последовательностью, сдвиги ORF, polyA участки.
Также PAL2NAL может рассчитывать Ka и Ks.

Построение нуклеотидного выравнивания с разбивкой на кодоны.
С помощью PAL2NAL было получено выравнивание сравниваемых генов с разбивкой на кодоны.
Как можно видеть, в построенном выравнивании нет гэпов.

Получение значения Ka/Ks для данных генов
Pal2Nal выдал следующий результат: Ka/Ks.
В меню Option settings необходимо выбрать опцию Remove gaps, inframe stop codons - убрать гэпы и стоп-кодоны, а затем выбрать "Yes" для опции Calculate KS and KA, чтобы программа посчитала Ka/Ks.
Было получено значение Ka/Ks = 0.1110.

На основе полученных данных, можно сделать вывод, о том что в данном случае имеет место стабилизирующий отбор, по данным двум генам.

На главную страницу >>>