Bioinformatyka_skrypt4.pdf
(
1588 KB
)
Pobierz
Bioinformatyka
Spis treści
8
Ewolucja molekularna .................................................................................................................... 87
9
Ewolucyjne podstawy porównywania sekwencji ........................................................................... 87
9.1
Identyfikacja sekwencji i jej funkcji........................................................................................ 87
9.2
Homologia ............................................................................................................................... 88
9.3
Modele ewolucji sekwencji białkowej .................................................................................... 94
9.3.1
Macierze identycznościowe ............................................................................................. 95
9.3.2
Macierz PAM ................................................................................................................... 95
9.3.3
Macierze BLOSUM ....................................................................................................... 100
9.3.4
System kar za przerwy ................................................................................................... 101
9.3.5
Statystyczne znaczenie dopasowań ................................................................................ 102
9.4
Domenowa budowa białek .................................................................................................... 105
10
Porównywanie sekwencji .......................................................................................................... 106
10.1
Macierze punktowe................................................................................................................ 106
10.2
Programowanie dynamiczne.................................................................................................. 109
10.3
Statystyczne znaczenie dopasowań ....................................................................................... 110
10.4
Zestwienia wielosekwencyjne ............................................................................................... 110
10.4.1
Zestawienie wielosekwencyjne: Punktacja (Scoring ) ................................................... 116
10.4.2
Bazy domen i rodzin białkowych................................................................................... 120
10.5
Metody heurystyczne............................................................................................................. 120
10.5.1
FASTA ........................................................................................................................... 121
10.5.2
BLAST ........................................................................................................................... 122
Skrypt Bioinformatyka DRAFT
Strona 85
Skrypt Bioinformatyka DRAFT
Strona 86
8
Ewolucja molekularna
9
Ewolucyjne podstawy porównywania sekwencji
Pierwsze pytanie biologa molekularnego, kiedy odkryje nową sekwencję:
Czy w bazie sekwencji są już sekwencje podobne?
Celem porównania białek jest między innymi przypisanie informacji znanej dla jednej cząsteczki
drugiej cząsteczce (genomika/proteomika porównawcza) - identyfikacja przez porównanie z innymi
sekwencjami.
Sekwencje są identyczne – nic nowego….
Sekwencja jest podobna (ma „krewnych”) – nowy członek znanej rodziny
Sekwencja ma kilka podobnych regionów, motywów lub domen – można zaproponować
funkcję
Nie ma znaczącego podobieństwa – dużo pracy, trzeba eksperymentalnie dowieść funcji.
9.1
Identyfikacja sekwencji i jej funkcji
•
Białka spokrewnione ze sobą (posiadające wspólnego przodka) mają podobne sekwencje,
strukturę i funkcję
•
Pewne istotne fragmenty (motywy) są konserwatywne i charakteryzują rodzinę białek
(Bazy rodzin białkowych: PROSITE, PRINTS, InterPro)
Ale:
•
czy wszystkie białka spokrewnione mają tę samą funkcję?
•
czy podobieństwo krótkich fragmentów może być przypadkowe?
•
czy wszystkie białka pełniące tę samą funkcje muszą być spokrewnione?
Ewolucyjne podstawy porównywania sekwencji
Skrypt Bioinformatyka DRAFT
Strona 87
Nic w Biologii (Bioinformatyce) nie ma sensu jeśli rozpatruje się to w oderwaniu od ewolucji.
Theodosis Dobzhansky
(1900-1975)
9.2
Homologia
homologia -podobieństwo ze względu na wspólnego przodka (
dywergencja
)
homoplazja – podobieństwo ze względu na
konwergencję
Dywergencja rozwoju
- w rozwoju
ewolucyjnym
różnokierunkowe kształtowanie się
narządu
lub
postaci osobników jakiegoś
szczepu
,
wskutek działania odmiennych warunków
środowiskowych
;
np.
dywergencja rozwoju kończyn
ssaków
.
Źródło
„
http://pl.wikipedia.org/wiki/Dywergencja_rozwoju
”
Konwergencja
(
łac.
convergere
, zbierać się, upodabniać się) - w
biologii
,
proces powstawania
morfologicznie i funkcjonalnie podobnych cech (czyli analogicznych) w grupach organizmów odlegle
spokrewnionych (niezależnie w różnych liniach ewolucyjnych), odrębnych dla tych grup cech
pierwotnych, w odpowiedzi na podobne lub takie same wymagania środowiskowe, np. podobny typ
pokarmu, wymagania lokomocyjne
Sekwencje homologiczne są podobne, ale sekwencje podobne nie muszą być homologiczne!
Homologia = wspólny przodek
Skrypt Bioinformatyka DRAFT
Strona 88
Homologi:
paralogi
(wspólny przodek w czasie
duplikacji
)
ortologi
(wspólny przodek w czasie
specjacji
: a1-a2)
Przykłady homologów:
Hemoglobina (łańcuch ) , Mioglobina , Leghemoglobina
Skrypt Bioinformatyka DRAFT
Strona 89
Plik z chomika:
Petroc
Inne pliki z tego folderu:
genomika-2014-10-22.zip
(38055 KB)
cwiczenia genomika.rar
(2903 KB)
Bioinformatyka_skrypt4.pdf
(1588 KB)
1655942_10201656015615382_1051053949_n.jpg
(98 KB)
1908096_10201656015215372_1178860619_n.jpg
(68 KB)
Inne foldery tego chomika:
Metagenomika
Metody PCR
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin