View
66
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Сравнительный анализ последовательностей ДНК. БиБи 4 курс Осень 2005. Идентификация генов. Новый геном = > нет обучающей выборки «Псевдообучение» Длинные открытые рамки считывания (ОРС) Открытые рамки, гомологичные известным генам «Самосогласование» - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Сравнительный анализ последовательностей ДНК
БиБи 4 курс
Осень 2005
Идентификация генов• Новый геном => нет обучающей выборки• «Псевдообучение»
– Длинные открытые рамки считывания (ОРС)– Открытые рамки, гомологичные известным генам
• «Самосогласование»– Режем на фрагменты, делим на два кластера, обучаемся– Предсказываем– Переобучаемся– Etc.
• Сравнение с родственными геномами– CRITICA: (пара) ОРС=ген, если сходство на уровне
аминокислотных последовательностей выше, чем можно было бы ожидать для формальных транслятов при заданном уровне сходства нуклеотидных последовательностей
Эукариоты: сплайсированное выравнивание
• Ген с известными гомологами (Procrustes, GeneWise)– Операция вставки интрона– Блочная модель
• Использование сходства (BLAST) как дополнительного параметра (GenomeScan)– Отступление: динамическое программирование в задаче
распознавания генов• Вершины – сайты, ребра – экзоны и интроны
– Квадратичное количество ребер, линейное время оценки веса ребра• Вершины – сайты («рельсовый граф»)
– Линейное количество ребер
• Ген без известных гомологов, но в двух геномах– Экзон-интронная структура в нуклеотидном выравнивании
(Rosetta, SGP) – Геномное сплайсированное выравнивание (Pro-Gene –
динамическое программирование, DoubleScan – HMM распознавание+выравнивание, SLAM).
Динамическое программирование
Четвертая степень, если всякий раз выбирать оптимальный интрон, но внутри прямоугольника это делается один раз
HMM (DoubleScan)
Match in exon
Insertion in exon
Match in exon
Match in intron
Match in intron
Insertion in intron
Match in exon
Match in intron
Match in exon
Match in exon
Inserted intron
Matching
intergenic re
gion
Matching
intergenic interval
Регуляция транскрипции
• Phylogenetic footprinting – прокариоты. MENTERIC, Gibbs samplers
• Phylogenetic footprinting – эукариоты. rVISTA
• Phylogenetic shadowing
• Проверка соответствия (consistency check). Регулоги
Low conservation in upstream region
yjcD
ST AAA-GCATAAAAAGCGGCAAAGTTCAGTTGAAAAAGCGTTGATGATCGCTGGATAATCGTTTGCTTTTTTTTG---CCACEC AAA-GAGAAAAAAGCAGCAAACTTCGGTTGAAAAAGCCGCTATGATCGCCGGATAATCGTTTGCTTTTTTTA----CCACYP AAATGTATTAAATGTCGCATTCGGGTGTTGATTAGTCACCACTGATGGCTAGATAATCGTTTGCCTTAAATGACATCTGC *** * *** * *** ***** * * **** ** ************* ** * * *
ST CC--------GTTTTGT--------ATACGTG----GAGCTAAACGTTTGCTTTTTTGCGGCGCCCCG-G-TTGTCGTAAEC CC--------GTTTTGT--------ATGCGCG----GAGCTAAACGTTTGCTTTTTTGCGACGCAGCA-AATTGTCGCAAYP CCTAAACTTCGATTTTTTTTCAGTCATGCGTTCTCCCAGCTAATCGTTTGCTATTTTTCCCCGCTCTATGAGTCAGGGAG ** * *** * ** ** ****** ******** **** * *** * * *
ST ATGTAGC----------ACAAGGA-GATAACGTTGCGCTGTTAGTGGATTACCTCCCACGTATACCGACGAATAATAAATEC ACCTGGA----------GCAGGAA-GATAACGTTTCGCTGGCAGGGGATTGTCCGCCACGCATCTTGACGAAAATTAAACYP AGTTAGTGAGTTCATCGACAGGAACGGAAACGATTACGTAGAGAAGGGCGCTTGGCTTGGCATGCTATTTTAAAATGA-C * * * ** * * * **** * * ** * * ** * * * *
ST TCTCAGGGGATGTTTTCT-ATGTCT------ACGCCTTCAGCGCGTACCGGCGGTTCACTCGACGCCTGGTTTAAAATTTEC TCTCAGGGGATGTTTTCTTATGTCT------ACGCCATCAGCGCGTACCGGCGGTTCACTCGACGCCTGGTTTAAAATTTYP ACACAGGGGACATCACC--ATGTCTAGCAGCAACCCTCAAGCACAGCCAAAGGGCACGCTTGATGCATTCTTTAAGCTTA * ******* * * ****** * ** *** * * ** * ** ** ** * ***** **
High conservation in upstream region
purL
ST AGCGGCATTTTGCGTAACAATGCGCCAGTTGGCAACTT-ATT-CGCAACGATAGCCGCACC--GTATGACAAGAAAAAGCEC AGCGGCATTTTGCGTAAACCTGCGCCAGATGGCAACTT-ATT-ACAGCCATTGGCGGCACG--CGTTGCTAATTCACGATYP AGTGGCATTTTGCGCAACAAAACGCCAGTGTGCAACTTTATTGCGAGCTATTTGCTGAGTCTGCGTTACACACACATAGC ** *********** ** ****** ******* *** * ** * * * *
ST GG-TGATT---------TTATTTCT-------ACGCAAACGGTTTCGTCGGCGCGTCAGATTCTTTATAATGACGGCCGTEC GG-TGATT---------TTATTTCC-------ACGCAAACGGTTTCGTCAGCGCATCAGATTCTTTATAATGACGCCCGTYP GGCTGTTTCTGACTGAATTATTAATAATAGATACGCAAACGGTTTCGTCGGCGGCTCAGATTCACTATAATGGCGCGCGT ** ** ** ***** ***************** *** ******** ******* ** ***
ST TTCCCCCC-------------------TTGCGCACACCAAA--------------GCTTAGAAGACGAGAGA--CTTA--EC TTCCCCCCC------------------TTGGGTACACCGAAA-------------GCTTAGAAGACGAGAGA--CTTA--YP TTTGCCCTGTTGTTGCGCCAATGAATGTTGCGCCCAATGAAGTGCTGTTCCAGCCGCTTCGAAGACGAGAGAAACTTAGA ** *** *** * ** ** **** ************ ****
ST TGATGGAAATTCTGCGTGGTTCGCCTGCACTGTCTGCATTCCGTATCAATAAACTGCTGGCGCGCTTTCAGGCTGCCAACEC TGATGGAAATTCTGCGTGGTTCGCCTGCACTGTCGGCATTCCGAATCAACAAACTGCTGGCACGTTTTCAGGCTGCCAGGYP TTATGGAAATACTGCGTGGTTCACCCGCTTTGTCGGCTTTTCGTATCACCAAACTGTTGTCCCGTTGCCAGGATGCTCAC * ******** *********** ** ** **** ** ** ** **** ****** ** * ** * **** ***
Menteric
Multiple sites (nrd genes): FNR, DnaA, NrdR
nrdD:пром.DnaAFNR NrdR
Phylogenetic Shadowing (E.Rubin’s lab)
Ген apo(a) есть
только у приматов
Consistency filtering: the basic procedure
Genome 2Genome 2Genome 1Genome 1
Set of known sitesSet of known sites ProfileProfile
Genome NGenome N
Accounting for the operon structure
«Old» genome «New» genome
A
A
BC
BC
D
XD
EF
E
F
X
X
X
X
Regulogger (W.Wasserman)
Упражнение: чем это плохо?
микроРНК
• ~22 нуклеотида• Комплементарны мРНК (неточно, 3’-конец –
животные; точно, кодирующая область - растения)• Подавляют трансляцию или способствуют
деградации мРНК (растения)• Предшественник – шпилька специального вида,
длина ~70 нт.• Человек – минимум 800 (экспериментально > 200),
дрозофила – 200, нематода – 100, растения – минимум сотня
• Независимые гены (м.б. полицистронные) или в интронах
• Регулируют минимум треть генов человека• В основном – гены развития?
Как искать
• Экспериментально• Консервативность
– В далеких геномах– В близких геномах – shadowing
• Наличие и консервативность мишеней (трудно, если в белок-кодирующей области)
• Синтения, кластеризация генов• Кластеризация сайтов в мРНК-мишенях• Проверка функции
Recommended