Программы выравнивания

Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~etrangere/progs.html
Дата изменения: Tue Apr 18 18:01:57 2006
Дата индексирования: Tue Oct 2 00:44:55 2012
Кодировка: Windows-1251

На главную страницу второго семестра
Проведены выравнивания последовательностей белков FCTA_ECOLI и FCTA_ECO57 и искусственной последовательности, составленной из 2 коротких участков последовательности FCTA_ECOLI.

1 Выравнивание последовательностей со схожей функцией (возможных гомологов).

Проведены выравнивания с помощью программ needle (алгоритм Нидельмана-Вунша) и water (алгоритм Смита-Ватерманна). Выравнивания последовательностей белков FCTA_ECOLI и FCTA_ECO57, сделанные в программах needle и water, не различаются ничем. Идентичность - 415/416. Сходство - 416/416 (в позиции 288 аспарагиновая кислота заменена на глутаминовую). Из-за такого высокого сходства двух последовательностей глобальное выравнивание не отличается от локального. Выравнивания см. здесь 1to2.needle и 1to2.water.>

2 Выравнивание последовательностей, содержащих общие участки

С помощью тех же программ выравнены последовательности FCTA_ECOLI и искусственная. Программа needle правильно восстановила расположение второго участка, а первый оказался не на своем месте, т.к. между этими участками получился бы очень большой гэп (так сделана искусственная последовательность). Программа water восстановила идентичность первого участка, отбросив второй. 3 выравнивания программы matcher соответствуют отдельно выравненным 1 участку, 2 участку и случайно найденному сходству между склеенными концом первого куска и началом второго и одним из участков исходной последовательности. Таким образом, можно отметить, что осмысленные выравнивания правильно находятся первыми, что не может не радовать. А здесь можно ознакомиться с выравниваниями 1to3.needle - выравнивание программой needle, 1to3.water - выравнивание программой water, 1to3.matcher - выравнивания программой matcher.

3 Параметры программ построения выравниваний

Выравнены последовательности FCTA_ECOLI и искусственная с помощью программы needle с различными параметрами. При выравнивании с штрафом за открытие гэпа 10 правильно сопоставлен второй участок, первый сопоставлен с случайным участком исходной последовательности, находящимся на расстоянии 2 аминокислотных остатков от второго. Идентичность 12/416, сходство 14/416. Вес выравнивания 45. См. 1to3_10_1.needle. При выравнивании с штрафом за открытие гэпа 5 выравнивание аналогично.См. 1to3_5_1.needle. Вес выравнивания 50. При выравнивании с штрафом за открытие гэпа 1 выравнивание изменилось: первый участок сопоставлен правильно, второй сопоставлен с участком исходной последовательности, расположенным на расстоянии 4 остатков от первого. В этот участок вставлено несколько гэпов, так как штраф за открытие гэпа относительно невелик, это не приводит к резкому снижению веса выравнивания. Идентичность 14/420, сходство 15/420. Вес выравнивания 59. Но можно отметить, что с биологической точки зрения это не оптимально, т. к. 4 близко расположенные одиночные делеции (или вставки) маловероятны. В связи с этим, я думаю, разумнее использовать штраф за открытие гэпа 10, соотношение между открытием и расширением должно быть достаточно большим, чтобы алгоритм стремился уменьшить число открываемых гэпов. См. 1to3_1_1.needle.

4 Карта локального сходства

Построено несколько карт локального сходства выравниваний последовательностей FCTA_ECOLI и искусственной. Принцип построения карты: по 2 взаимно перпендикулярным осям откладываются интересующие нас последовательности, сходные участки обозначаются линиями, расположенными под углом 45 градусов. Варьирование параметров программы dotmatcher позволяет сделать следующие выводы. Порог (threshold) определяет минимальный вес выравнивания для сходных участков, достаточный, чтобы это выравнивание отражалось на карте. Соответственно, чем меньше значение порога, тем больше на карте линий, обозначающих сходные участки. Размер окна (window size) определяет длину выравниваемого участка. Соответственно, чем больше размер окна, тем длиннее линии на карте. Выбрав маленький размер окна, не увидим на карте линий, т. к. чтобы нужный вес набрался, локальное выравнивание должно иметь некоторую протяженность. В данном случае выравнивания линии появляются при размере окна, равном 5 (где 23 - пороговый вес). При дальнейшем увеличении окна линии закономерно удлиняются, больше ничего не происходит. Вероятно, если бы искусственная последовательнлсть была длиннее и можно было бы выбрать больший размер окна, с какого-то момента при увеличении окна все линии бы исчезли с карты из-за включения в выравнивания длинных несовпадающих участков. Что касается порога, то при низких его значениях карта почти полностью покрыта линиями и явно не имеет смысла. При размере окна 10 правдоподобная картина с двумя участками появляется при пороговом весе 19 и исчезает при пороговом весе 46 (этот вес просто превышает возможный вес выравнивания с использованием EBLOSUM62).