BIO6: Bioinformatique appliquée Correction du TD3

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1 BIO6: Bioinformatique appliquée Correction du TD3 Exercice 1 : programmation dynamique voir le site web indiqué dans le TD pour corriger l'exercice Exercice 2 : similarité de séquence et distance évolutive similarité identité gaps INS_CANFA INS_SHEEP INS_OCTDE INS_XENLA INS_CAEEL INS_CERAE INS_AOTTR INS_CAVPO INS_CHICK INS_MYXGL Les séquences sont classées par score décroissant: on voit donc que la similarité et l'identité décroissent dans ce cas avec le score, et les gaps ont tendance à augmenter. On remarque que INS_CANFA (insuline du chien) et INS_AOTTR (insuline du singe) ont le même pourcentage de similarité. On va maintenant regarder la répartition des espèces sont nous venons de comparer les insulines sur un arbre phylogénétique. On remarque que globalement, une distance évolutive plus proche correspond à une plus grande similarité de séquence. Par exemple, l'insuline de l'espèce la plus proche de l'homme, Chlorocebus aethiops (une espèce de singe) présente la plus forte similarité avec l'insuline humaine. Inversement, celle du ver C. elegans présente la plus faible similarité, cette espèce étant également la plus éloignée de l'homme dans la liste.

2 Cependant, il y également des cas où ce principe n'est pas respecté. Le chien (Canis lupus) est évolutivement plus éloigné de l'homme que le signe Aotus trivirgatus, mais nous avons remarqué tout à l'heure que leurs insulines ont à peu près la même similarité avec l'insuline humaine. On peut penser que d'autres facteurs entrent en jeu, par exemple le régime alimentaire. Alignement multiple Les régions correspondant aux 2 chaînes (violet) sont plus conservées évolutivement (plus de résidus conservés dans les colonnes = plus d'étoiles dans la ligne du bas). Par contre, la région correspondant au propeptide (région rouge) montre plus de variabilité ; cette région sera clivée et ne correspond pas à la partie fonctionnelle de l'insuline. Exercice 3 :Blastp a. influence de la banque de données

3 Alignement de la séquence P01308 contre nr (gauche) et Swissprot (droite). On a plus d'alignement de score élevé dans nr, car cette banque de données est environ 20 à 30 fois plus grande que SwissProt. La probabilité d'avoir des homologues proches est donc plus forte. Alignement P01306 contre P67973 dans la banque de données nr : dans la banque de données SwissProt Tout est rigoureusement identique entre ces deux alignements, à l'exception de l'evalue, qui est plus élevé dans le premier cas (4e-23) que dans le second (1e-24). Là encore, la taille plus importante de NR explique cette différence : la probabilité que cet alignement soit un faux-positif (i.e. ne reflète pas une vraie homologie) est plus grande contre NR que contre SwissProt. b. restriction à certains organismes Restriction aux bactéries : le meilleur evalue est 1e-5, au delà du seuil de confiance de 1e-10 ; en regardant l'alignement et la description de la protéine alignée, on conclut qu'il s'agit d'un faux positif : il n'y a donc pas de protéines homologues aux insulines dans les bactéries. Par contre, on en trouve trois dans les plantes.

4 Exercice 4: utilisation de BLASTx ARNm en horizontal ADN génomique en vertical Chaque ligne blanche représente un exon (commun entre les 2 séquences). Ces exons sont interrompus par des introns (que l'on trouve uniquement dans la séquence d'adn génomique) Aux extrémités 5' et 3', l'adn génomique est plus long que l'arn messager: l'arn messager représente un transcrit particulier, qui a un site d'initiation de la transcription décalé par rapport au site standard. Par contre, on voit aussi (cercle rouge) que la séquence d'arn messager contient une partie que l'on trouve pas dans l'adn génomique: c'est la queue poly-a (la ligne blanche ne va pas jusqu'au bord droit) Le navigateur de génome d'ensembl montre les différents transcrits alternatifs du gène en question; le transcrit le plus long est SLC39A7-003 (flèche bleue), mais certains transcrits commencent après (flèche rouge par exemple) Le dotlet ne permet pas de répondre à la question de la présence ou non d'utr: rien ne distingue les UTR des parties traduites dans la séquence d'arnm. Pour repérer les UTR, il faut comparer la protéine à l'arnm: c'est ce que permet BLASTX BLASTX traduit naïvement l'arnm en protéine (dans les 6 cadres de lectures possibles), et compare le résultat à une banque de données protéique (ici nr) Le diagramme indique que les parties 5' et 3' de l'arn messager, traduite dans les 6 cadres de lecture possibles, ne ressemblent à aucune protéine connue (pas d'alignement). Par contre, la partie centrale (entre les positions 345 et 1751 de l'arnm) a une très forte similarité avec des protéines, notamment la protéine codée par le gène SLC39A7 humain (99% identité). Il est probable que l'arnm corresponde à ce gène. b. Recherche de régions codantes: Blastx d'un fragment d'adn inconnu contre nr: la traduction de ce fragment dans le cadre de lecture -1 ressemble à des protéines connues, mais uniquement pour la partie N terminale. Le fragment semble donc contenir un gène sur le brin reverse complémentaire entre les positions 0 et ~ 600. Le gène est incomplet: en effet, la protéine homologue fait 361 AA, alors que l'alignement s'arrête au bout de 192 AA, simplement

5 parce qu'on est arrivé au début du fragment d'adn position 4.

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