Поиск гомологов некодирующей нуклеотидной последовательности

Определение тРНК, использованной для присоединения 4-го аминокислотного остатка к BTUB_ECOLI

Четвертым аминокислотным остатком белка BTUB_ECOLI является лизин (K, Lys). Чтобы найти соответствующую ему тРНК в геноме E.coli K-12, была использована программа grep:

grep 'anticodon.*Lys' ecoli.embl > tRNA_list.txt

В результате было получено 6 различных лизиновых тРНК (результат), и все они удовлетворяли нашим запросам, поэтому для дальнейшей работы была выбрана первая из них без каких-либо предпочтений.

Аминокислотный остаток в 4-ой позиции белка BTUB_ECOLI		Lysine
Соответствующий кодон в гене btuB		5'-AAA-3'
Идеальный антикодон		5'-UUU-3'
Сколько можно было бы ожидать разных тРНК для лизина		2
Количество лизиновых тРНК, аннотированых в геноме кишечной палочки		6
Характеристика выбранной для дальнейшего изучения тРНК:
	название гена	lysT
	координаты гена в записи EMBL	779777..779852
	антикодон	UUU

Мы видим, что количество тРНК в три раза превышает количество, которого было бы вполне достаточно. Возможно это некий элемент защиты от мутаций в геноме: если ген одной тРНК будет испорчен, и она не сможет корректно выполнять свою функцию — всегда будет несколько запасных копий.

Поиск гомологичных тРНК в геноме Sulfolobus solfataricus

Последовательность лизиновой тРНК была получена программой seqret с параметром -sask.
Предлагается 4 способа поиска родственных последовательностей. Программа BLASTN запускается аналогично предыдущему занятию. Результат можно посмотреть здесь.

Megablast обладает схожим с blastall синтаксисом, параметр -W (длина слова), равный по умолчанию 28, было рекомендовано не менять. discontiguous MegaBLAST запускается при указании параметров -t, -W и -N. Параметр -t (длина слов для сравнения) принимает значения 16, 18, 21; -W (количество совпавших букв в слове, взятом для сравнения) — 11, 12; -N указывает — кодирующая последовательность или нет, и в нашем случае не меняется и равен 1. Помимо этих трех параметров discontiguous MegaBLAST имеет также полезный параметр -D, который управляет выдаваемой информацией. По умолчанию его значение - 2, оно соответствует наиболее полной информации.
Перепробовав все сочетания значений параметров -t и -W, не было найдено никаких совпадений, в том числе и без этих параметров (то есть при поиске Megablastом). Только когда длина слова была установлена размером 12 (вместо 28), были найдены близкие последовательности:

megablast -d ss -i tRNA-Lys.fasta -o tRNA_Mb.out -W 12

Такой результат можно было предсказать, поскольку Sulfolobus solfataricus достаточно далекий родственник Escherichia coli, а Megablast служит для поиска близких гомологов.

fasta35 — использует совершенно другой алгоритм поиска гомологов, поэтому результаты ее работы особенно интересны. Время выполнения действительно немного дольше, но в итоге была выдана неплохая выборка гомологичных последовательностей.

Программа		FastA	BLASTN	MegaBLAST
Число находок с Е-value < 0,001		0	0	0
Характеристика лучшей находки:
	E-value находки	0,24	0,15	0,59
	Номер сектора генома	164	27	75
	AC соответствующей записи EMBL	AE006805	AE006668	AE006716
	Координаты выравнивания в записи EMBL	7153 - 7204	5248 - 5230	8402 - 8415
Аннотация лучшей находки по EMBL		Неаннотированная рамка считывания 6520..8442	Аргининовая тРНК 5219..5306	Неаннотированная рамка считывания 8051..9499