Поиск сходных нуклеотидных последовательной, не кодирующих белки.

На главную страницу третьего семестра 

 
Определение транспортной RNA, которая используется рибосомой  при присоедении четвёртого
аминокислотного остатка к растущей цепи ДНК-полимеразы I.


Таблица 1. Выбор т-РНК 



      

        
          
  



          
 
             Аминокислотный остаток в 4-ой позиции белка 
              ASSY_ECOLI
            I (изолейцин)
          

          
 
             Соответствующий кодон в гене argG
            5'-ATT-3'
            (Соответственно в RNA кодон 5'-AUU-3'. Третья позиция, которую
            занимает тимин, является вырожденной, т.к. вместо тимина может стоять
            аденин или цитозин.
          

          
 
               Идеальный антикодон.
            5'-AAU-3'
          

          
 
              Сколько можно было бы ожидать разных tRNA 
              для остатка I, если опираться на генетический код?
            Можно было бы ожидать 3 разных tRNA, т.к. в генетическом коде
            изолейцин кодируется тремя вариантами : ATT, ATC, ATA.  
          

          
 
              Сколько разных tRNA для остатка I аннотировано 
              в геноме кишечной палочки?
            Для кишечной палочки аннотировано только 2 tRNA:
               - с антикодоном 5'-GAU-3' - GAU изолейциновая tRNA1
               - с антикодоном 5'-CAU-3' - CAU изолейциновая tRNA2 
          

          
 
            
       Характеристика выбранной для дальнейшего изучения
 
              tRNA: 		
          

          
 
                  имя гена
                  локализация гена в геноме
                  распознаваемый кодон
                  антикодон

          

         
 
            ileV
            225381-225457 нуклеотиды
            5'-AUC-3'
            5'-СAU-3'
          

          
 
            ileU
            3425098-3425174 нуклеотиды (комплементарная цепь) 
            5'-AUC-3'
            5'-СAU-3'
          

          
 
            ileT
            4035164-4035240 нуклеотиды
            5'-AUC-3'
            5'-СAU-3'
          



           
Результат поиска всех изолейциновых 
                tRNA у Escherichia coli K-12


             		
          

          

           
FT                   /note="codons recognized: AUY; anticodon: GAU isoleucine
FT                   /note="codon recognized: AUA; anticodon: CAU; isoleucine
FT                   /note="codon recognized: AUA; anticodon: CAU; isoleucine
FT                   /note="codons recognized: AUY; anticodon: GAU isoleucine
FT                   /note="codons recognized: AUY; anticodon: GAU isoleucine


          

 

        
 
  Команды, использованные при выполнении задания.

 - grep "codon.*isoleucine" ecoli.embl >result.txt 
 
 Был получен файл, в котором имелось 5 строк, они являются аннотациями соответствующего гена.
По ним было быстро получена вся интересная нам информация.

 - seqret -sask ecoli.embl

 Был получен файл с последовательностью tRNA.


Поиск гомологов изолейциновой tRNA в геноме Bacillus subtilis. 


Таблица 2. Поиск гомологичной tRNA.



      

        
          
  



          
 
            Программа
            FASTA34
            BLASTN
            MegaBLAST
            discontiguous MegaBLAST
          


 
            Длина якоря
            6 нуклеотидов
            11 нуклеотидов
            28 нуклеотидов
            11 (или 12) нуклеотидов (берутся только значимые)
          


 
            Результаты поиска
            fas.txt
Результат, который выдала программа FASTA отличается от поисков BLASTN, MegaBLAST, discontiguous MegaBLAST . 
          Нашелся только один ген, координаты выравнивания которого -11463-11538.

            bln.txt
Был найден полный геном Bacillus subtilis AL009126 (Bacillus subtilis (strain 168) chromosome,
             complete sequence). В этом файле имеется 3 гена, координаты выравниваний этих генов, соответственно (31935-32006, 11462-11538, 3171273-3171202).  

            megb.txt
Ничего не найдено.		
            dicmegb.txt
Найден полный геном.
           Как и в файле найдено 4 выравнивания, три из которых совпадают с теми, которые
        сделала программа BLASTN.		
          

          
 
            Число находок с E-value < 0,01 
            1 ген
            3 гена
            —
            3 гена
            
          

          
 
            Характеристика лучшей находки:
          

          
 
             
                    E-value 
            
            1e-22
            
  1.  2e-23 
  2.  2e-23
  3.  1e-18

            —
            
  1.  2e-23
  2.  2e-23
  3. 1e-18

          

          
 
             
                    длина выравнивания
            
            Полезное выравнивание составляет 75 нуклеотидов.
            71 во всех трёх случаях.
            —
            71 во всех трёх случаях.
          

          
 
             
                    вес выравнивания
            
            93,6 
            
  1. 103 
  2. 103 
  3. 87,7

            —
            
  1. 103
  2. 103
  3. 87,7

          

          
 
             
                    координаты в геноме
            
            11463-11538
            
  1. 31935-32006
  2. 11467-11538
  3. 3171273-3171202 (complement)

            —
            
  1. 31935-32006
  2. 11467-11538
  3. 3171273-3171202 (complement)

          

          
 
            Аннотация лучшей находки по записи EMBL:
          

          
 
             
                    имя гена
            
            trnO-Ile
            trnA-Ile, trnO-Ile, trnB-Ile2 .
            —
            trnA-Ile, trnO-Ile, trnB-Ile2 .
          

          
 
             
                    это tRNA?
            
            Да
            Да
            —
            Да
          

          
 
             
                    это тоже изолейциновая
              tRNA?
            
            Да
            Да
            —
            Да
          

        



          


  Команды, использованные при выполнении задания.

 - formatdb -i bs_genome.fasta -n bs -p F 

 Было получено 3 индексных файла : bs.nhr, bs.nsq, bs.nin.

 - blastall -p blastn -d bs -i iliV.fasta -o bln.txt 

 Был получен файл с выравниванием нуклеотидных последовательностей, 
  с помощью программы BLASTN

 - megablast -d bs -i ileV.fasta -D 2 -o megb.txt 

 Замечание: при использовании опции - D и при не использовании этой опции
результат был одинаков - файл был пуст. Но если использовать эту опцию с параметром
2, мы получим файл в формате использующимся в on-line версии BLAST, а если
использовать эту опцию без параметра, то мы получим файл в знакомом формате.

 - megablast -d bs -i ileV.fasta -D 2 -N 1 -W 11 -t 21 -o dicmegb.txt 

 Размер слова (-W) равен 11 (число нуклеотидов, которые программа воспринимает
как значимые). Тип паттерна (-N) - некодирующий (-2), длина паттерна 21 символ 
(чем больше длина паттерна, тем меньше число случайных находок).

 - fasta34 ileV.fasta bs_genome.fasta 6 

 При выполнении этой команды, программа спросила несколько вопросов: сколько
находок показать, показать ли еще, отображать ли выравнивания и сколько.
В итоге, был получен файл с 4 находками и с одним значимым выравниванием. 

 
Подведем итог.

 Хуже всех справилась с поставленной задачей программа MEGABLAST.
Эта программа больше всего подходит для поиска копий гена, а не для гомологов.
Но MEGABLAST есть свои преимущества, например можно варьировать специфичность поиска, 
изменяя длину паттерна и его тип. 
Что же касается программы FASTA34, то она нашла один ген.
Видимо, алгоритм этой программы предназначен не для таких больших последовательностей.
Все остальные программы более или менее справились с поставленной задачей. 




©Трембицкая Влада