В области молекулярной биологии и биоинформатике , то консенсусная последовательность (или каноническая последовательность ) является вычисленным порядок наиболее часто встречающимися остатков, либо нуклеотид или аминокислот , найденных в каждом положении в выравнивании последовательности . Он представляет результаты множественных выравниваний последовательностей, в которых родственные последовательности сравниваются друг с другом и вычисляются сходные мотивы последовательностей . Такая информация важна при рассмотрении зависимых от последовательности ферментов, таких как РНК-полимераза . [1]
Биологическое значение [ править ]
Сайт связывания с белком, представленный консенсусной последовательностью, может быть короткой последовательностью нуклеотидов, которая несколько раз встречается в геноме и, как считается, играет одинаковую роль в разных местах. Например, многие факторы транскрипции распознать определенные закономерности в промоторах этих генов , которые они регулируют. Таким же образом рестрикционные ферменты обычно имеют палиндромные консенсусные последовательности, обычно соответствующие участку, где они разрезают ДНК. Транспозоны действуют примерно таким же образом при идентификации последовательностей-мишеней для транспозиции. Наконец, сайты сращивания(последовательность непосредственно вокруг экзона - интрон границ) также можно рассматривать как консенсусные последовательности.
Таким образом, консенсусная последовательность является моделью предполагаемого сайта связывания ДНК : она получается путем сопоставления всех известных примеров определенного сайта узнавания и определяется как идеализированная последовательность, которая представляет преобладающее основание в каждом положении. Все фактические примеры не должны отличаться от консенсуса более чем несколькими заменами, но такой подсчет несоответствий может привести к несоответствиям. [2]
Любая мутация, позволяющая мутированному нуклеотиду в основной последовательности промотора больше походить на консенсусную последовательность, известна как повышающая мутация . Этот вид мутации обычно делает промотор более сильным, и, таким образом, РНК-полимераза образует более плотную связь с ДНК, которую она хочет транскрибировать, и транскрипция активируется. Напротив, мутации, которые разрушают консервативные нуклеотиды в консенсусной последовательности, известны как понижающие мутации . Эти типы мутаций подавляют транскрипцию, поскольку РНК-полимераза больше не может так прочно связываться с основной последовательностью промотора.
Анализ последовательности [ править ]
Разработка программного обеспечения для распознавания образов - важная тема в генетике , молекулярной биологии и биоинформатике . Мотивы конкретных последовательностей могут функционировать как регуляторные последовательности, контролирующие биосинтез, или как сигнальные последовательности, которые направляют молекулу в конкретный сайт в клетке или регулируют ее созревание. Поскольку регуляторная функция этих последовательностей важна, считается, что они сохраняются в течение длительных периодов эволюции . В некоторых случаях эволюционное родство можно оценить по степени сохранности этих участков.
Обозначение [ править ]
Мотивы консервативных последовательностей называются консенсусными последовательностями, и они показывают, какие остатки являются консервативными, а какие - вариабельными. Рассмотрим следующий пример последовательности ДНК :
- A [CT] N {A} YR
В этой записи A означает, что A всегда находится в этой позиции; [CT] означает C или T; N означает любую базу; и {A} означает любое основание, кроме A. Y представляет любой пиримидин , а R означает любой пурин .
В этом примере обозначение [CT] не указывает на относительную частоту C или T, встречающихся в этой позиции. Альтернативный метод представления согласованной последовательности использует логотип последовательности . Это графическое представление согласованной последовательности, в которой размер символа связан с частотой, с которой данный нуклеотид (или аминокислота) встречается в определенной позиции. В логотипах последовательности, чем более сохранен остаток, тем крупнее рисуется символ этого остатка; чем реже, тем меньше символ. Логотипы последовательностей можно создать с помощью WebLogo или Gestalt Workbench , общедоступного инструмента визуализации, написанного Густаво Глусманом из Института системной биологии . [2]
Программное обеспечение [ править ]
Инструменты биоинформатики могут рассчитывать и визуализировать согласованные последовательности. Примеры инструментов: JalView и UGENE .
См. Также [ править ]
- Матрица оценок для конкретной позиции
- Регулярное выражение - обозначение нескольких последовательностей символов в теории формального языка
- Мотив последовательности
- Логотип последовательности
Ссылки [ править ]
- ^ Пирс, Бенджамин А. 2002. Генетика: концептуальный подход. 1-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman and Co.
- ^ а б Шнайдер Т.Д. (2002). «Консенсус Последовательность Дзен» . Appl Bioinform . 1 (3): 111–119. PMC 1852464 . PMID 15130839 .
