Выравнивание биологических последовательностей А.Б.Рахманинова, С.А.Спирин 2005–2008

Гомологичные последовательности – последовательности, имеющие общее происхождение (общего предка). Признаки гомологичности белков сходная 3D-структура в той или иной степени похожая аминокислотная последовательность разные другие соображения…

Гомологи Ортологи Паралоги Ксенологи ? ( W.M.Fitch, Syst.Zool.19,99(1970)

Ортологи последовательности, возникшие из одного общего предшественника в процессе видообразования. Ортологи, как правило, имеют одну и ту же функцию Паралоги последовательности, возникшие из одного общего предшественника в результате дупликации одного гена в одном организме. Паралоги, как правило, имеют разные функции.

Гэп – пропуск в последовательности Задача выравнивания последовательностей часто сводится к задаче поиска сходства. Сходство не то же, что гомология ! >EC_Tr : MQNRLTIKDIARLSGVGKSTVSRVLNNE---YR >EC_Fr : ----MKLDEIARLAGVSRTTASYVINGKAKQYR

«Идеальное» выравнивание – запись последовательностей одна под другой так, чтобы гомологичные фрагменты оказались друг под другом. домовой скупидом водомерка ? лесовоз---лесо---воз ледоходлед---оход--- ? Гэп – пропуск в последовательности

Мутации, рекомбинация, …. ?

Точечные мутации Молчащая Замена остатка Терминация ATA TGT ATA AAG GCA AAC TCC TGT TAA AC Ile Cys Ile Lys Ala Asn Ser Cys Stop x Сдвиг рамки

Конверсия гена: Non-reciprocal recombination Рекомбинация Кроссинговер: Reciprocal recombination 2:23:1

25 белков 9 белков 2 белка 12 белков 223 белка 243 белка 507 белков ЕС ЕС ЕС Домены и многодоменные белки

Карта локального сходства FAS_PNECA (по горизонтали) Q83I90 _TROW8 (по вертикали)

Другие программы: BLAST 2 SEQS DOTMATCHER

Домен – единица эволюции, структуры и функции белков. Домен – компактная, относительно независимо сворачивающаяся структура, относительно консервативная в процессе эволюции. Белок может состоять из одного или многих доменов.

Выравнивание на основе сопоставления пространственных структур Этим Ca-атомам в «синей» структуре ничего не соответствует в «зелёной» ? Большая часть остатков двух цепей соответствуют друг другу. Соответствие в данном случае определяется хорошим наложением структур в пространстве.

AAAAAAAAAA AACDEAAAA Что лучше? AAAAAAAAAA AA---AAAAAAAA AACDE-AAAA AACDE----AAAA

Бывает и такое…. (пример структурного выравнивания)