Зачетное задание по BLAST

Определение неаннотированного фрагмента генома бактерии Regiella insecticola

1. Определение инструментов для решения поставленной задачи

   Перед тем, как начинать поиск, необходимо было получить из Swiss-Prot полный протеом E.coli. Это было сделано при помощи команды

   seqret sw:*_Ecoli

   , которая записала в указанный в параметрах файл [3mg1_ecoli.fasta] последовательности всех белков, имеющих ID, заканчивающееся на Ecoli.
   
   Далее необходимо было создать индексные файлы для последующего поиска программами пакета BLAST. Для этого я использовала следующую команду:
   formatdb -i 3mg1_ecoli.fasta -n ecoli -p T
   
   

2. Получение трансляций всех открытых рамок считывания

   При помощи программы getorf надо было получить файл, в котором содержатся все аминокислотные последовательности, полученные трансляцией

   всех открытых рамок считывания длиной не менее 240 нуклеотидов из интересующей нас нуклеотидной последовательности.

   
   
   При этом использование стандартного для бактерий (bacterial) генетического кода и определение открытой рамки как последовательности между старт- и стоп-кодонами

   обусловило параметры, подаваемые программе

   getorf: -minsize 240 -find 1 -table 11

   
   Выходной файл содержит 11 найденных программой открытых рамок считывания.




3. Поиск сходных последовательностей у E.coli

   Для выполнения поставленной задачи была использована программа

   blastp

   пакета BLAST, т.к. она позволяет искать гомологов белковой последовательности по банку белковых последовательностей.

   Нас интересовали находки с E-value < 0,001, что определило значение входного параметра e программы blastp.

   
   В итоге были получены файлы ecoli_new.txt и names.txt с определением сходных последовательностей. Исходя из этих данных мы составили табличку:

   AC200764_1	[1116-1457]	Candidatus Regiella insecticola	             	         1
   AC200764_2	[1436-1723]	Candidatus Regiella insecticola	                         1
   AC200764_3	[1710-3335]	Candidatus Regiella insecticola	             	         1
   AC200764_4	[3365-4594]	Candidatus Regiella insecticola	             	         1
   AC200764_5	[5029-5322]	Candidatus Regiella insecticola	             	         0
   AC200764_6	[6100-6999]	Candidatus Regiella insecticola	                         3
   AC200764_7	[6794-6549]	(REVERSE SENSE) Candidatus Regiella insecticola          0
   AC200764_8	[5648-4923]	(REVERSE SENSE) Candidatus Regiella insecticola 	 3
   AC200764_9	[1949-1587]	(REVERSE SENSE) Candidatus Regiella insecticola	         0
   AC200764_10	[665-336] 	(REVERSE SENSE) Candidatus Regiella insecticola 	 0
   AC200764_11	[489-1] 	(REVERSE SENSE) Candidatus Regiella insecticola 	 1
   
   

Послелняя колонка таблицы - число сходных последовательностей, найденных программой BLAST в протеоме E. coli K12 при условии E-value<0,001.

Были отобраны только те открытые рамки считывания, для которых число находок было больше 0:



Имя	Начало во фрагменте	Конец во фрагменте	Направление	Число находок BLASTP	идентификатор самого близкого из найденных белков E. coli	E-value
AC200764_1	1116	1457	прямое	1	RNPA_ECOLI	1e-49
AC200764_2	1436	1723	прямое	1	YIDD_ECOLI	5e-26
AC200764_3	1710	3335	прямое	1	OXAA_ECOLI	0.0
AC200764_4	3365	4594	прямое	1	LDCA_ECOLI	1e-09
AC200764_6	6100	6999	прямое	3	SYI_ECOLI	9e-08
AC200764_8	5648	4923	обратное	3	UBIG_ECOLI	2e-105
AC200764_11	489	1	обратное	1	DNAA_ECOLI	1e-49





4. Гипотетические гены во фрагменте 84001-91000 записи AC200764:

     Regiella insecticola
     3'[<=DNAA, 1 - 489]---------------------------------------------------------------------------[<=UBIG, 4923-5648]--------------------------------5'
   
     5'-------------------------[=>RNPA, 1116-1457]---[=>OXAA, 1710-3335]-[=>LDCA, 3365 - 4594]-------------------------[=>SYI, 6100-6999]------------3'
                 ----------------------[=>YIDD, 1436-1723]-----(перекрывание)
   
   




5. Взаимное расположение генов-гомологов в геноме ecoli

Теперь найдем гены, соответствующие указанным выше идентификаторам, а также номера позиций, на которых они находятся:

Составим графическое описание:

  E.coli
  3'-------------------------[<=ldcA, 1241389..1242303]---------------------------[<=dnaA, 3880349..3881752]--------------------------------------------------------------------------5'

  5'-[=>ileS, 22391..25207]-----------------------------[=>ubiG, 2337589..2338311]---------------------------[=>rnpA, 3882516..3882875]--------------[=>oxaA, 3883099..3884745]-------3'
                                                                -----------------------------------------------[=>yidD, 3882839..3883096]-----(перекрывание)

Как видно из представленных схем, RNPA и YIDD перекрываются в обоих геномах, но длина этого перекрывания разная.
Оба гена находятся на прямой цепи, следом расположен ген OXAA, который в геноме Regiella insecticola перекрывается с YIDD. А вот в геноме E.coli они уже не перекрываются.
Из этого можно сделать вывод о консервативности расположения этих генов. Более того, положение гена UBIG различно в данных геномах.