Занятие 1. Элементарные эволюционные события

Оценка давления отбора на ген (ilvA) заданного белка (THD1_ECOLI) в период, начиная с момента расхождения кишечной палочки и синегнойной палочки (или чумной палочки).

• Скопировать последовательности заданного белка и его гена из Term3/Practice3 и переименовать:
  • Ген: ilvA.fasta
  • Белок: THD1_ECOLI.fasta. Online описание
• Найти гомолога заданного белка с ID около 60-80% в геноме синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) или чумной палочки (Yersinia pestis) [в крайнем случае бактерии - возбудителя тифа (Rickettsia prowazekii)].
  
  • Online описание заданного белка: http://cn.expasy.org/uniprot/THD1_ECOLI
  • Сверху справа кнопка: Quick BlastP search.
  • Найти в полученном списке выравненных последовательностей первую из организма чумной палочки (_YERPE), с совпадающим описанием: Threonine deaminase (Dehydratase). Перейти по ссылке, левее названия.
  • С полученной страницы скачать последовательность белка (в конце страницы): Q7CL02 in FASTA format
  • В разделе Cross-references: Sequence databases: EMBL: [CoDingSequence]
  
  Построение выравниваний:
  • Генов:
    needle ilvA.fasta YP_19831_21375.fasta EC_YP_gene.needle -auto
    При построении нуклеотидного выравнивания изменение параметров needle со стандартных (10; 0.5) на (25; 10) приводит к построению выравнивания без гэпов:
    needle ilvA.fasta YP_19831_21375.fasta EC_YP_gene_go25_ge10.needle -gapopen 25 -gapextend 10 -auto
  • Белков:
    needle THD1_ECOLI.fasta A6BWY2.fas EC_YP_prot.needle -auto
    Для PAL2NAL:
    needle THD1_ECOLI.fasta A6BWY2.fas EC_YP_prot.needle.fasta -aformat3 fasta -auto
  
  Возможности PAL2NAL:
  PAL2NAL преобразовывает выравнивание белковых последовательностей и соответствующие последовательности ДНК (или мРНК) в нуклеотидное выравнивание с разбивкой на кодоны (в спорных случаях на основе белкового выравнивания). Программа учитывает при работе и отмечает несоответсвия между белковым выравниванием и нуклеотидными последовательностями; сдвиги рамки считывания, наличие поли-А хвостов и 5' НТР.
  На основе получаемых данных PAL2NAL также может рассчитывать значения Ка и Кs.
  
  Построение нуклеотидного выравнивания с разбивкой на кодоны:
  • Сервер PAL2NAL
  • -*не работает*-INPUT FILE 1: проще указать путь к файлу белкового выравнивания (EC_YP_prot.needle)
  • INPUT FILE 1: проще указать путь к файлу белкового выравнивания (EC_YP_prot.needle.fasta)
  • INPUT FILE 1: т.к. последовательности THD1_ECOLI.fasta и A6BWY2.fas полностью выравниваются программой needle, можно вставить содержимое этих файлов друг за другом
  • INPUT FILE 2: вставить содержимое ilvA.fasta и YP_19831_21375.fasta
  • Option setting: Output format: Codon with Amino acid
  
  Получено выравнивание: pal2nal_01.html.
  Примечание: в каждую выдачу PAL2NAL дописывает предупреждения (WARNING), в которых говорит о несоответствии аминокислоты кодону, хотя вроде у него нету на это оснований (в последовательностях все нормально, все соответствует). Эти же кодоны и ак он помечает красным цветом. ...?
  
  Построенное выравнивание соответствует выравниваниям, построенным ранее программой needle. В нем в принципе удобнее искать различия в последовательностях, только жалко, что нету подкраски по цветам (синонимичные замены одним цветом, несинонимичные - другим).
  
  Получение значения Ka/Ks для сравниваемых генов:
  • Сохранив выдачу PAL2NAL, вернуться на предыдущую страницу.
  • Option setting: Remove gaps, inframe stop codons: Yes,
    Calculate K_S and K_A: Yes
  • Output format: CLUSTAL
  
  Получено выравнивание с подсчетом K_A/K_S: pal2nal_02.html.
  K_A/K_S = 0.0508.
  
  Вывод о силе и направлении отбора:
  K_A/K_S << 1   =>   можно предположить, что на ген ilvA действует вполне существенный стабилизирующий отбор с момента расхождения кишечной палочки и чумной палочки.
  
  назад