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TD2 Genome Selection Plantes

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Contents

Objectifs

Ce TD a pour but d'apprendre a comparer des séquences deux a deux via différentes methodes (matrice de point, alignement global et local), à definir des signatures protéiques après utilisation d'alignement multiple, a mettre en application votre savoir-faire !

Quelques liens utiles:

Exercice 1 : Comparaison de 2 séquences avec une matrice de point (dot plot)

  • Rechercher les 2 séquences enregistrées sous les numéros d'accession P10415 et Q64373
  • Que pouvez vous dire sur ces 2 séquences ?
  • Comparer les séquences deux à deux, en utilisant une matrice de point (dotplot).

Les logiciels sont disponibles dans la suite EMBOSS de la Genopole de Toulouse ou du centre de Bioinformatique des Pays Bas

Utiliser DOTPATH qui permet de dessiner un dotplot avec une taille de mot fixée et visualiser des diagonales 'd'identité'
Faites la même analyse avec DOTMATCHER en gardant les paramètres par défaut, et qui permet de visualiser des diagnonales de 'similarité'
Que pouvez-vous conclure ?

Exercice 2: Comparaison de 2 séquences par alignement global et local : Cas d'Ecole

Voici 2 séquences, au format FASTA :

>prot1

MVMEYLVLEKRLKRLREVLEKRQKDLIVFADNVKNEHNFSAIVRTCDAVGVLYLYYYHAE GKKAKINEGITQGSHKWVFIEKVDNPVQKLLEFKNRGFQIVATWLSKESVNFREVDYTKP TVLVVGNELQGVSPEIVEIADKKIVIPMYGMAQSLNVSVATGIILYEAQRQREEKGMYSR PSLSEEEIQKILKKWAYEDVIKERKRTLSTS

>prot2

MVMEYLVLEKRLKRLREVLEKRQKDLIVFADNVKNEHNFSAIVRTCDAVATWLSKESVNF REVDYTKPTVLVVGNELQGVSPEIVEIAVGVLYLYYYHAEGKKAKINEGI

  • Faites un dotplot de ces 2 séquences : qu'observez-vous ?
  • Faites un alignement global (de bout à bout) entre les 2 séquences avec Stretcher disponible sur EMBOSS
Qu'observez vous ?
Combien y a-t-il de gaps ? A quoi correspondent-ils ?
A quoi correspond le pourcentage de similarité ?
Quels sont les paramètres de calcul du score ?
Votre alignement est-il significatif ?
  • Faites un alignement local avec Matcher disponible sur EMBOSS.

NB: dans 'alternative matches' indiquez 10, de façon a visualiser 10 alignements locaux

Qu'observez-vous ?
Regardez les autres alignements locaux. Sont-il significatifs ?

NB: si vous avez besoin de convertir vos séquences au Format Fasta un petit outil bien utile  :ReadSeq

Exercice 3 : Comparaison de plusieurs séquences par alignement multiple

L'idée maintenant est de comparer plusieurs séquences similaires entre elles, afin par exemple d'en définir les liens évolutifs ou d'identifier des 'zones' (motifs/domaines) conservés pouvant décrire la famille protéique

  • Dans la banque de données UniProt/SwissProt au NCBI, identifiez les séquences protéiques "THAP" de l'homme, la souris, le poulet et le zebrafish. Eliminez les séquences isoformes 2 et 3.
  • Récupérez l'ensemble des séquences dans un fichier au format Fasta
  • Réalisez un alignement de l'ensemble des séquences (=alignement multiple) en utilisant Clustal Omega disponible a l'EBI (>Services)
  • Trouvez-vous des 'zones similaires' (=domaines) à l'ensemble de ces séquences.

NB : Le motif 'AVPTIF' marque une partie du domaine : le trouvez-vous sur toutes les séquences ?

Nous allons maintenant essayer de construire un pattern/signature caractéristique de cette famille de protéine en sebasant sur les 'zones similaires' préalablement identifiées

  • Construire une signature PROSITE à partir de votre alignement (n'utilisez pas le LOGO, sinon vous ne voyez pas précisément les zones de gap)
   Voici l'exemple d'un début d'une signature (ou pattern) : Q-L-x(3)-P-x(6)-[FY]-x(2)-V-x(3)-[LVF]-[FGD]-x(2,8)-[GPS]

Comment lire cette signature ?

    Q-L : il n'y a que les acides aminés Q puis L dans 2 colonnes successives de l'alignement 
x(3) : 3 colonnes avec des acides aminés variables
[FY] : dans cette colonne seuls les acides aminés F ou Y sont présents
x(2,8) : zone avec un gap. Entre 2 et 8 résidus (acides aminés) quelconques, suivant les séquences
  • Tester la spécificité de votre signature sur ScanProsite (choisir l'option 2) contre SwissProt ou trEMBL (plus long !)

Mise en application...

Au laboratoire, vous êtes amenés a travailler sur la séquence ci-dessous:

>seq1

attggcaacctgaaagatctgaacattctgtatctgcatagcaacggctttaccggccgc attccgcgcgaaatgagcaacctgaccctggcgaacctgaccgatctggatctgagcggc aaccagctgaccggcaaaattccgcgcgattttgcggcgctgctgctggtgctgctggaa aaaaaaattgaaaacattacctgcgatagcatgaaactgctgagcaaaacctttctgatt ctgaccctgaccttttttttttttggcattgcgctggcgaaacagagctttgaaccggaa attgaagcgctgaaaagctttaaaaacggcattagcaacgatccgctgggcgtgctgagc gattggaccattattggcagcctgcgccattgcaactggaccggcattacctgcgatagc accggccatgtggtgagcgtgagcctgctggaaaaacagctggaaggcgtgctgagcccg gcgattgcgaacctgacctatctgcaggtgctggatctgaccagcaacagctttaccggc aaaattccggcggaaattggcaaactgaccgaactgaaccagctgattctgtatctgaac tattttagcggcagcattccgagcggcatttgggaactgaaaaacattttttatctggat ctgcgcaacaacctgctgagcggcgatgtgccggaagaaatttgcaaaaccagcagcctg gtgctgattggctttgattataacaacctgaccggcaaaattccggaatgcctgggcgat ctggtgcatctgcagatgtttgtggcggcgggcaaccatctgaccggcagcattccggtg agcattggcaccctggcgaacctgaccgatctggatctgagcggcaaccagctgaccggc aaaattccgcgcgattttggcaacctgctgaacctgcagagcctggtgctgaccgaaaac ctgctggaaggcgatattccggcggaaattggcaactgcagcagcctggtgcagctggaa ctgtatgataaccagctgaccggcaaaattccggcggaactgggcaacctggtgcagctg caggcgctgcgcatttataaaaacaaactgaccagcagcattccgagcagcctgtttcgc ctgacccagctgacccatctgggcctgagcgaaaaccatctggtgggcccgattagcgaa gaaattggctttctggaaagcctggaagtgctgaccctgcatagcaacaactttaccggc gaatttccgcagagcattaccaacctgcgcaacctgaccgtgctgaccgtgggctttaac aacattagcggcgaactgccggcggatctgggcctgctgaccaacctgcgcaacctgagc gcgcatgataacctgctgaccggcccgattccgagcagcattagcaactgcaccggcctg aaactgctggatctgagccataaccagatgaccggcgaaattccgcgcggctttggccgc atgaacctgacctttattagcattggccgcaaccattttaccggcgaaattccggatgat atttttaactgcagcaacctggaaaccctgagcgtggcggataacaacctgaccggcacc ctgaaaccgctgattggcaaactgcagaaactgcgcattctgcaggtgagctataacagc ctgaccggcccgattccgcgcgaaattggcaacctgaaagatctgaacattctgtatctg catagcaacggctttaccggccgcattccgcgcgaaatgagcaacctgaccctgctgcag ggcctgcgcatgtatagcaacgatctggaaggcccgattccggaagaaatgtttgatatg aaactgctgagcgtgctggatctgagcaacaacaaatttagcggccagattccggcgctg tttagcaaactggaaagcctgacctatctgagcctgcagggcaacaaatttaacggcagc attccggcgagcctgaaaagcctgagcctgctgaacacctttgatattagcgataacctg ctgaccggcaccattccgggcgaactgctggcgagcctgaaaaacatgcagctgtatctg aactttagcaacaacctgctgaccggcaccattccgaaagaactgggcaaactggaaatg gtgcaggaaattgatctgagcaacaacctgtttagcggcagcattccgcgcagcctgcag gcgtgcaaaaacgtgtttaccctggattttagccagaacaacctgagcggccatattccg gatgaagtgtttcagggcatggatatgattattagcctgaacctgagccgcaacagcttt agcggcgaaattccgcagagctttggcaacatgacccatctggtgagcctggatctgagc agcaacaacctgaccggcgaaattccggaaagcctggcgaacctgagcaccctgaaacat ctgaaactggcgagcaacaacctgaaaggccatgtgccggaaagcggcgtgtttaaaaac attaacgcgagcgatctgatgggcaacaccgatctgtgcggcagcaaaaaaccgctgaaa ccgtgcaccattaaacagaaaagcagccattttagcaaacgcacccgcgtgattctgatt attctgggcagcgcggcggcgctgctgctggtgctgctgctggtgctgattctgacctgc tgcaaaaaaaaagaaaaaaaaattgaaaacagcagcgaaagcagcctgccggatctggat agcgcgctgaaactgaaacgctttgaaccgaaagaactggaacaggcgaccgatagcttt aacagcgcgaacattattggcagcagcagcctgagcaccgtgtataaaggccagctggaa gatggcaccgtgattgcggtgaaagtgctgaacctgaaagaatttagcgcggaaagcgat aaatggttttataccgaagcgaaaaccctgagccagctgaaacatcgcaacctggtgaaa attctgggctttgcgtgggaaagcggcaaaaccaaagcgctggtgctgccgtttatggaa aacggcaacctggaagataccattcatggcagcgcggcgccgattggcagcctgctggaa aaaattgatctgtgcgtgcatattgcgagcggcattgattatctgcatagcggctatggc tttccgattgtgcattgcgatctgaaaccggcgaacattctgctggatagcgatcgcgtg gcgcatgtgagcgattttggcaccgcgcgcattctgggctttcgcgaagatggcagcacc accgcgagcaccagcgcgtttgaaggcaccattggctatctggcgccggaatttgcgtat atgcgcaaagtgaccaccaaagcggatgtgtttagctttggcattattatgatggaactg atgaccaaacagcgcccgaccagcctgaacgatgaagatagccaggatatgaccctgcgc cagctggtggaaaaaagcattggcaacggccgcaaaggcatggtgcgcgtgctggatatg gaactgggcgatagcattgtgagcctgaaacaggaagaagcgattgaagattttctgaaa ctgtgcctgttttgcaccagcagccgcccggaagatcgcccggatatgaacgaaattctg acccatctgatgaaactgcgcggcaaagcgaacagctttcgcgaagatcgcaacgaagat cgcgaagtg


Répondez aux questions suivantes:

  • a quel organisme appartient cette séquence ?
  • cette séquence est-elle codante ?
  • quelle est le numéro d'accession de cette protéine, de l'ARNm, du gène ?
  • existe-il des orthologues a cette protéine ?
  • que veut dire db_xref=CDD:173623 sur la fiche GenPept?
  • quelle est la fonction putative de cette protéine ?
  • exite-t-il des domaines conservés dans cette protéine?