Kurs ishi mavzu: biologik ketma-ketliklarni taqqoslash asoslari

Miltiqni ketma-ketligi
Miltiq otish sekvensiyasi - bu butun xromosomalarga qadar 1000 taglik juftlikdan uzunroq bo'lgan DNK sekanslarini tahlil qilish uchun mo'ljallangan sekvensiya usuli. Ushbu usul maqsadli DNKni tasodifiy qismlarga bo'linishini talab qiladi. Alohida bo'laklarni ketma-ketlik bilan ajratgandan so'ng, ketma-ketliklarni ularning ustma-ust joylashgan mintaqalari asosida yig'ish mumkin.


Yuqori samaradorlik usullari

Bir nechta, qismlarga bo'lingan ketma-ketlik ko'rsatkichlari bir-birining ustiga tushgan joylari asosida yig'ilishi kerak.

Keyingi avlod "qisqa o'qish" va uchinchi avlod "uzoq o'qish" ketma-ketligini o'z ichiga olgan yuqori o'tkazuvchanlik ketma-ketligi,[nt 1] ekzome sekvensiyasi, genom sekvensiyasi, genomni qayta tiklash, transkriptom profil (RNK-sek), DNK-oqsilning o'zaro ta'siri (ChIP ketma-ketligi) va epigenom tavsiflash. Qayta tiklash zarur, chunki turlarning bitta individual genomi bir xil turdagi boshqa shaxslar orasidagi barcha genom o'zgarishlarini ko'rsatmaydi.

III-bob. Xulosa.
Oxirgi yigirma yil ichida erishilgan yutuqlar bioinformatika bo'yicha "qiziqish" dan asosiy biologiya bilan birga keladigan muvaffaqiyatli ilovalar doirasini kengaytirishga olib keldi.
Aniq o'xshashlikdan tashqarida rivojlanadigan uzoqdan bog'liq, masofaviy ketma-ketliklar tekislashsiz o'zlashtirishning eng klassik ilovalaridan biridir. Masalan, noma'lum G-oqsillari bilan bog'langan retseptorlari (hujayradan tashqari signallarni uzatishda asosiy rol o'ynaydigan va farmakologiya uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan integral hujayra membranasi oqsillari) ketma-ketliklarini funktsional izohlashda hizalanishsiz yondashuvlar muvaffaqiyatli qo'llanildi. ilgari ma'lum bo'lgan retseptorlar oilasi. So'zlarga asoslangan tekislash usullarini qo'llashning yana bir ortib borayotgan tendentsiyasi turli organizmlarda (chivinlar va sutemizuvchilar) in vivo faoliyatini baholash uchun tartibga soluvchi ketma-ketliklar (masalan, promotorlar, kuchaytirgichlar va susturucular) o'rtasida funktsional va/yoki evolyutsion o'xshashlikni aniqlashdir, shu jumladan odamlar).
Ketma-ketlikni o'zgartirish, ayniqsa, tekislashsiz ketma-ketlik tahlillari bilan yaxshi hal qilinadi. Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar virusli va bakterial genomlarning mozaik tuzilishini tasvirlab berdi (masalan, OIV-1 shtammi va rekombinatsiyaning uzilish nuqtalarini tavsiflash orqali). Escherichia coli genomlar). Ushbu tahlil ushbu hayvonga uzoq vaqtdan beri shubha qilish uchun yangi dalillarni taqdim etadi E. coli patogenlar odamlarni ham yuqtirishi mumkin. Yana bir tadqiqot juftlik uchun aniq signalni aniqladi E. coli 20 yil oldin 125 kb gorizontal gen transferidan o'tgan genomlar. Proteinlarda domenni aralashtirish imzolarini aniqlash va kinazlar kabi murakkab ko'p domenli oqsillar a'zolarini aniqlash uchun hizalanishsiz choralar ham qo'llanildi.
Gorizontal gen transferi genlar va turlarning evolyutsion tarixini qayta qurish vazifasini jiddiy ravishda murakkablashtiradi va moslashuvsiz usullar ham bu sohada foydali ekanligini isbotladi. Misol uchun, bakterial genomlarni keng qamrovli o'rganishda mualliflar oligonukleotidlardan genomik imzo sifatida foydalanganlar va gorizontal gen o'tkazmalari o'rtacha 6% genomlarni tashkil etishini ko'rsatdilar. Bundan tashqari, bir necha ming turlar orasidagi genomik imzolar o'rtasidagi statistik aloqalar aniqlangan xorijiy ketma-ketliklar uchun mumkin bo'lgan donor taksonlari haqida ma'lumot berdi. Boshqa tadqiqotlarda, inson patogenining genomlariga tekislashsiz yondashuvlar qo'llanilgan. Staphylococcus aureus va transport, antibiotiklarga chidamlilik, patogenlik va virulentlik bilan bog'liq genlarga mos keladigan lateral kelib chiqishi tiklangan hududlar.
Butun genom filogeniyasi - moslashuvsiz usullar ortib borayotgan rol o'ynaydigan yana bir soha. Ko'pgina tadqiqotlar prokariotlarning filogenetik rekonstruksiyasiga bag'ishlangan, masalan, E. coli O104: H4 ning butun genom filogeniyasi, bu 2011 yilda Germaniyada avj olishiga sabab bo'lgan shtamm edi. Tahlil 2001-yildagi shtammidan 2011-yilgi epidemiya shtammigacha boʻlgan taxminiy tipik enteroagregativ E. coli ajdodidan kelib chiqadigan toʻgʻridan-toʻgʻri kelib chiqishi aniqlangan. Zika virusining yuzga yaqin shtammlarining hizalanishsiz asosli filogeniyasi bu chivin orqali yuqadigan flavivirus Afrikadan kelib chiqqanligini va keyin Osiyo, Tinch okeani orollari va butun Amerikaga tarqalganligini ko'rsatdi. Yaqinda eukaryotik turlar, o'simliklar va sutemizuvchilar o'rtasidagi filogenetik munosabatlarni aniqlash uchun tekislashsiz usullar qo'llanildi) natijada paydo bo'lgan daraxtlar qo'lda tuzilgan NCBI taksonomik ma'lumotlar bazasi tomonidan yaratilgan turdagi daraxtlarga juda o'xshash edi, bu adabiyotda mavjud taksonomik konsensusni aks ettiradi.
Ketma-ketlik tasnifi - bu bir xil joylashuv yoki genlar oilasidan kelib chiqqan ifodalangan ketma-ketlik teglarini guruhlash, to'liq uzunlikdagi cDNK ma'lumotlari bilan ifodalangan ketma-ketlik yorlig'i ketma-ketligini klasterlash va gen va oqsillarni yig'ish kabi turli xil tekislashsiz yondashuvlarni birlashtirishdan foyda ko'rishi mumkin bo'lgan yana bir sohadir. ketma-ketliklarni funktsional oilalarga ajratadi. Hizalamasiz usullar ketma-ketlikda kodlangan antijenlarni tanib olish va tasniflash uchun ham qo'llaniladi, ular ketma-ketlikni tekislash orqali aniqlanmaydi. Protein ketma-ketligini turli xil aminokislotalarga ega bo'lgan bir xil vektorlarga statistik aylantirishga asoslangan yaqinda yondashuv bakterial, virusli va o'sma antigenlari ma'lumotlar to'plamining ijobiy va salbiy to'plamlarini farqlashda 89% gacha bo'lgan ta'sirchan bashorat aniqligini ko'rsatdi. Hizalamasiz usullardan yana bir keng tarqalgan foydalanish - bu haqiqiy takson shtrix kodlari rolini o'ynashi mumkin bo'lgan qisqa DNK ketma-ketligi bo'laklariga asoslangan turlarni tasniflash.
Umumiy ketma-ketlikni taqqoslash uchun mavjud hizalamasiz asoslangan dasturiy ta'minot 2-jadvalda keltirilgan. Qulaylik uchun biz sanab o'tilgan dasturlarni kichik miqyosdagi juftlik/ko'p ketma-ketlik taqqoslash, butun genom filogeniyasi (viruslidan sutemizuvchilar shkalasigacha) kabi asosiy tadqiqot vazifalariga ajratdik. ), BLASTga o'xshash ketma-ketlik o'xshashligini qidirish, gorizontal ravishda uzatilgan genlar va rekombinatsiya hodisalarini identifikatsiyalash, shuningdek, uzoq kodlanmagan RNK va tartibga soluvchi elementlarning izohi.