Учебный сайт Лозинского Ярослава

Предсказание генов у эукариот

Для данного нуклеотидного фрагмента с использованием программ GENSCAN и UCSC Genome Browser была определена экзон-интронная структура гена, а также описан его альтернативный сплайсинг.

GENSCAN

С помощью ресурса было предсказано 3 гена. Информацию о сайтах сплайсинга каждого гена можно найти в таблице 1.

Genome Browser

Genome Browser содержит информацию о белках, мРНКа, генах, картированных на аннотированные геномы различных организмов. С помощью программы BLAT, которую можно найти на сайте базы данных Genome Browser, также была определена экзон-интронная структура данного нуклеотидного фрагмента. Программа позволяет искать гомологи к исходной последовательности среди фрагментированных участков генома.

В результате была найдена находка идентичная данной на 100% c весом выравнивания 40247.

Был выбран чекбокс Blat Sequence в группе Mapping and Sequencing, а также чекбоксы Human mRNAs и Spliced ESTs в группе mRNA and EST. Для остальных параметров был выбран чекбокс hide. ESTs – короткие фрагменты (клонированной) мРНК.

В полученном выравнивании были найдены примеры альтернативных донорных сайтов, а также касетных экзонов. Их можно увидеть на рис. 1.

В случае альтернативного донорного сайта две экзонные последовательности примыкают друг к другу. При этом для сплайсинга может использоваться донорный сайт либо первого, либо второго участка. В результате длина этого участка в мРНК будет отличаться на длину экзона. Это видно на выравнивании с помощью BLAT.

В случае касетных экзонов альтернативный экзон разделён интронами с двумя постоянными экзонами. При этом возможны варианты, когда альтернативный экзон включается в последовательность мРНК или не включается.

BLASTX

Поиск белков, гомологичных транслированным участкам из генома киви была использована программа BlastX с следующими параметрами: поиск проводился по базе данных SwissProt/UniProt, был исключён поиск по моделям и пробам среды (Models (XM/XP) и Uncultured/environmental sample sequences), был исключён геном винограда (Vitis vinifera), поиск проводился среди белков высших растений (Viridiplantae).

В случае гена белка фукозилтрансферазы, имело место перекрывание экзонов по белковой последовательности. При этом спорный участок был приписан экзону с более достоверным выравниванием в этом участке. Для второго и третьего экзона наблюдалось перекрывание по одной позиции белка. Примечательно, что размер интрона между первым и вторым экзонами составляет порядка 5 т. нуклеотидов, в то время как между вторым и третьим около 600 нуклеотидов.

Второй найденный ген кодирует убиквитин. При этом было некоторое количество находок, соответствующих полиубиквитину. Участки таких находок были гомологичны одному и тому же транскрипту нуклеотидной последовательности киви. Это означает, что это ген убиквитина, а не его полимерной формы. Ген содержит 1 экзон. Была выбрана последовательность с максимальной степенью идентичности (100 %), но не с наибольшим весом выравнивания.

Были найдены фрагменты Retrovirus-related Pol polyprotein from transposon TNT 1-94. Из описания гена не понятно, принадлежит ли он ретровирусу или мобильному элементу. Примечательно, что ген фрагментирован. Это может означать, что это остатки генома ретровируса и последовательности мобильного элемента, которые претерпели множественные мутации, и, не понятным мне образом, были подвержены множественным вставкам других участков генома киви (возможно, имела место гомологичная рекомбинация с другими последовательностями, относящимися к вирусам или мобильным элементам). Я не счёл нужным вставлять информацию об этом участке генома в таблицу.

Был предсказан гены RNA-directed DNA polymerase homolog – РНК-зависимой ДНК полимеразы (обратной транскриптазы). Было найдено три участка выравнивания. Скорее всего, эти фрагменты опять же принадлежат остаткам геномов вирусов. Поэтому в таблицу включены не были.

Несколько находок соответствовали белку, ассоциированного с микротрубочками (65-kDa microtubule-associated protein 7). Но все находки выравнивались с участком порядка 100 а.о. транскрипта геномной последовательности киви (длина последовательностей находок порядка 600 а.о.). Это не похоже на достоверное предсказание гена на данном участке. Данные в таблицу внесены не были.