Bioinformatyka. Rodzaje Mutacji

Transkrypt

1 Bioinformatyka (wykład monograficzny) wykład 3. E. Banachowicz Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM Rodzaje Mutacji zmienność sekwencji (sequence variation) mutacje polimorfizm mutacje - zmiany i zmiany odpowiedzialne za choroby polimorfizm - zmiany nie wywołujące chorób, zmiany spotykane w częściej niż w 1% populacji J.T. den Dunnen, S.E. Antonarakis: Hum Genet 109(1): , 2001 Wykład 3,

2 Rodzaje mutacji chromosomowa - aberracja chromosomowa to zmiana liczby lub struktury chromosomów. genomowa - utrata lub pojawienie się dodatkowych pojedynczych chromosomów, lub zwielokrotnieniu całego genomu (poliploidalność) genowa - zmiana dziedziczna zachodząca w genie, na poziomie kwasu dezoksyrybonukleinowego DNA Poziomy mutacji Opis zmian powinien być dokonywany na najbardziej podstawowym poziomie. Np. w przypadku DNA na sekwencji genomowej lub cdna Zmiany opisuje się względem sekwencji pierwotnej zdeponowanej w bazie danych: GenBank, EMBL, DDJB, SWISS-Prot. Poziomy: DNA RNA Białko. Wykład 3,

3 Mutacje DNA - substytucja Poziom DNA Substytucja (zamiana) oznaczana przez > 76A > C nukleotyd 76A zamieniony na C 88+1G > T (IVS2 +1G > T) G zamieniony na T w +1 intronu 2, pozycja w odniesieniu do cdna (+1 : ATG kodon inicjujący translacje, -1: brak zasady 0) Poziom DNA Mutacje DNA - delecja Delecja (deletion) del za nukleotydem oznaczającym delecje 76_78del (76_78delACT) oznacza usunięcieact zmiejsca 76 to 78 82_83del (82_83delTG) oznacza usunięcie TG z sekwencji ACTTTGTGCC (G jest 82 nukleotydem) wynik: ACTTTGCC Wykład 3,

4 Poziom DNA Mutacje DNA - insercja Insercja (insertions) ins między nukleotydami, oznaczającymi miejsce wstawienia. (uwaga: czasami dodaje się "^"- np. 83^84insTG) 76_77insT oznacza wstawienie T między nukleotydami 76 a 77 83_84insTG oznacza wstawienie TG dosekwencji powtórzeń tandemu TG ACTTTGTGCC (G jest 83 nukleotydem) ACTTTGTGTGCC. Mutacje DNA - insercja/delecja Poziom DNA insertion/deletions (indels) delecja, po której następuje insercja 112_117delinsTG 112_117delAGGTCAinsTG 112_117>TG oznacza zastąpienie nukleotydów 112 to 117 (AGGTCA) przez TG Wykład 3,

5 Mutacje DNA - powtórzenia Poziom DNA powtórzenia krótkiej sekwencji (variability of short sequence repeats), np..: ACTGTGTGCC (A jest 1991 nukleotydem) 1993(TG)3-6 sekwencja zawierająca od miejsca 1993 TGdwunukleotyd, który powtarza się w populacji 3-6 razy duplikacje (duplications) oznaczane przez dup ponukleotydzie oznaczajacym miejsce duplikacji 77_79dupCTG nukleotydy 77 do 79 są powielone 82_83dupTG (short tandem repeats lub single nucleotide stretches) insercja TG do sekwencji powtórzeń tandemu TG ACTTTGTGCC (A jest 76 nukleotydem) ACTTTGTGTGCC (lub 83_84insTG) Mutacje DNA - inwersja Poziom DNA Inwersja (inversions) oznaczana inv za nukleotydem oznaczającym miejsce rozpoczęcia inwersji. - obrócenie sekwencji o 180 o 203_506inv ( 203_506inv304) znacza, że 304 nukleotydy od 203 do 506 zostały odwrócone Wykład 3,

6 Mutacje DNA - inne Poziom DNA translokacja zmienność w obrębie różnych alleli (choroby recesywne): [zmiany w 1] + [zmiany w 2] zmienność w obrębie tego samego allela [zmiana 1;2;3] Allel jest to jedna z wersji genu w określonym locus na danym chromosomie homologicznym. Mutacje białka - substytucja Poziom białka (pierwotnie opisane przez zmiany na poziomie DNA) substytucja (zamiana, mutacje punktowe) cicha zamiana nukleotydów nie powodująca zmian w sekwencji aminokwasowej błędna (missense) W26C zamiana 26-tego tryptofanu na cysteine nonsensowna (nonsense) W26X zamiana 26-tego tryptofanu na kodon STOP początkowa metionina (initiating Methionine M1) (M1 V) - niepoprawnie p.? lub p.0 - nie powstaje żadne białko Wykład 3,

7 Mutacje białka - delecja Poziom białka delecja oznaczana przez del K29del w sekwencji CKMGHQQQCC (C jest 28 ak) (usunięcie 29 lizyny) CMGHQQQCC Q35del w sekwencji CKMGHQQQCC (C jest 28 ak) CKMGHQQCC C28_M30del usunięcie 3 aminokwasów od Cysteiny 28 do Metioniny 30 Mutacje białka - duplikacja Poziom białka duplikacja oznaczana przez dup G31_Q22dup w sekwencji CKMGHQQQCC (C jest 28 ak) (duplikacja od G31 doq33) CKMGHQGHQQQCC H34_Q35dup duplikacja insercji (tandem HQ) CKMGHQHQCC (C jest 28 ak) CKMGHQHQHQCC (lub Q35_C36insHQ) Wykład 3,

8 Mutacje białka - insercja Poziom białka insercja oznaczana przez ins (uwaga czasami używany jest separator ^ : Q83^C84insQ) K29_M29insQSK wstawienie sekwencji QSK między Lyzynę 29 (K) and Metioninę 30 (M) CKMGHQQQCC CKQSKMGHQQQCC Q35_C36insQ CKMGHQQQCC CKMGHQQQQCC (a duplicating insertion: Q35dup) Mutacje białka - insercja/delecja Poziom białka insertion/deletions (indels) delecja trójki nukleotydów, po której nastapiła insercja inne trójki: C28_K29delinsW delecja dwóch trójek nukleotydów kodujących Cysteine 28 i Lysine 29, zastąpionych kodonem tryptofanu C28delinsWV usunięcie trójki nukleotydów kodujących cysteinę i wstawieniekodonów for Tryptofanu (W) i waliny (V) Wykład 3,

9 Mutacje białka - przesunięcie ramki Poziom białka frame shifting mutations R97fsX121 (lub R97fs) przesunięcie ramki odczytu, zmieniające argininę (R97) w pierrwszy amiokwas nowej ramki zakończonej po 23 aminokwasach (X121) Kod genetyczny Wykład 3,

10 Bazy danych Niesekwencyjne BazyDanych bibliograficzne kliniczne genomowe (?) ścieżek metabolicznych (metabolic pathways) struktur molekularnych Większość jest kroslinkowanych i dostepnych za pomocą zwykłych przeglądarek Wykład 3,

11 Bibliograficzne bazy danych PubMed ( ed) Bookshelf ( PubCrawler ( (Scirus, SCOPUS) Kliniczne BazyDanych OMIM HGMD Human Gene Mutation Database Bazy związane z pojedyńczymi chorobami: CFTR: (LensGDDB) Human Lens Genetic Disease Database itd.. Wykład 3,

12 Genomowe BazyDanych GDB - human genom project HGV - Human Variation Genome Society ( nie-ludzkie bazy) MGI Mause Genom Informatics FlyBase ACeDB idt Bazy sekwencji genów Gene Sequence Database The International Nucleotide Sequence Database Collaboration: GenBank (USA) EMBL (Europa) DDBJ (Japonia) Wykład 3,

13 Międzynarodowa baza sekwencji zawiera 100 giga-zasad Bazy Sekwencji Białkowych SwissProt - Protein knowledgebase ( TrEMBL - Computer-annotated supplement to Swiss-Prot -bezpośrednie tłumaczenieformatu z EMBL na SwissProt PIR -Protein Information Resorce ( Wykład 3,

14 Strona Białek: ExPASy strona domowa SwissProt i TrEMBL zbiór narzędzi bioinformatycznych jedna z pierwszych stron bioinformatycznych Wykład 3,

15 Baza Struktutr Białkowych Protein DataBank Wykład 3,

16 Następny wykład anatomia plików z danymi wyszukiwanie, pobieranie i porównywanie sekwencji sposoby porównywania sekwencji KONIEC Wykład 3,