多序列对位排列和进化分析

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1、第五章多序列对位排列和进化分析生物信息学chickenPLVSS---PLRGEAGVLPFQQEEYEKVKRGIVEQCCHNTCSLYQLENYCNxenopusALVSG---PQDNELDGMQLQPQEYQKMKRGIVEQCCHSTCSLFQLESYCNhumanLQVGQVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCNmonkeyPQVGQVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCNdogLQVRDVELAGAPGEGGLQPLALEGALQKRGIVEQCCTSICSLY

2、QLENYCNhamsterPQVAQLELGGGPGADDLQTLALEVAQQKRGIVDQCCTSICSLYQLENYCNbovinePQVGALELAGGPGAGG-----LEGPPQKRGIVEQCCASVCSLYQLENYCNguineapigPQVEQTELGMGLGAGGLQPLALEMALQKRGIVDQCCTGTCTRHQLQSYCNBringthegreatestnumberofsimilarcharactersintothesamecolumnofthealignmentMultipleSequenceAlignment(MSA)多序列对位排列Hum

3、anHoxgenes为什么要做MSA？用于描述一组序列之间的相似性关系，以便了解一个基因家族的基本特征，寻找motif，保守区域等。用于预测新序列的二级和三级结构，进而推测其生物学功能。不同种的酵母Gal1和Gal10启动子区MSA为什么要做MSA？Nature423,241-254用于描述同源序列之间的亲缘关系的远近，应用到分子进化分析中。是构建分子进化树的基础。为什么要做MSA？abcGenetreeABCSpeciestreeWeoftenassumethatgenetreesgiveusspeciestrees注意概念：Paralogy（旁系同源/并系同源）&Orth

4、ology（直系同源）Paralogy（旁系同源/并系同源）&Orthology（直系同源）Orthologs：物种形成过程中源自同一祖先，通常功能保守Paralogs：基因组内基因复制产生，较易发生功能分化为什么要做MSA？不同物种基因组范围的MSA能分析基因组结构变异和共线性Nature423,241-254为什么要做MSA？Contigassembly怎么做MSA？动态规划算法（dynamicprogramming）：MSA改进算法（启发式算法）：1.渐进法（progressivemethods）：Clustal,T-Coffee,MUSCLE2.迭代法（iterati

5、vemethods）：PRRP,DIALIGN3.其它算法：PartialOrderAlgorithm、profileHMM、meta-methods(MAFFT)…http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_sequence_alignment_softwareCurrentOpinioninStructuralBiology2006,16:368–373两条及三条序列的动态规划算法VSNSSNAASStartVSN—SS—NA—AS———五条长度为200-250aa的蛋白质序列使用动态规划比对需要运算超过12小时Clustal：目前被最广泛应

6、用的MSA方法可在线分析可在本地计算机运行Clustal使用方法序列输入、输出格式FASTANBRF/PIREMBL/SWISSPROTALNGCG/MSFGCG9/RSFGDEALNNBRF/PIRGCG/MSFPHYLIPNEXUSGDE/FASTAInputOutput>sequence1ATTGCAGTTCGCA……>sequence2ATAGCACATCGCA……>sequence3ATGCCACTCCGCC……两两比对构建距离矩阵构建指导树（guidetree）将距离最近的两条序列用动态规划的算法进行比对；“渐进”的加上其他的序列Clusta

7、lW/X算法基础“渐进”比对（Progressivealignment）Clustal在线分析方法（ClustalW）EBI的ClustalW分析网页http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/粘贴或上载序列调整参数http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalw2/help/帮助文档Clustal在线分析方法（ClustalW）自带Help文件UsingClustalXformultiplesequencealignmentbyJar