Ricerca di similarità di sequenza (FASTA e BLAST)

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1 Ricerca di similarità di sequenza (FASTA e BLAST)
Allineamento di due sequenze Allineamento multiplo di sequenze

2 RICERCA DI SIMILARITA’ E ALLINEAMENTO DI SEQUENZE
BLAST e PSI-BLAST FASTA oppure

3 Alcune caratteristiche dei tools più usati:
BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), sviluppato dal National Center for Biotechnology Information, NCBI): - allineamento locale - estremamente veloce - parte cercando brevi frammenti della sequenza, che poi prova ad estendere - usa una matrice di sostituzione in entrambe le fasi del processo di allineamento (scansione del database e estensione della subsequenza): più preciso ha quattro opzioni fondamentali: BLASTP: confronta sequenze proteiche contro un database proteico BLASTN: confronta sequenze nuclotidiche contro un database nucleotidico TBLASTN: confronta una sequenza proteica contro un database nucleotidico, traducendo ciascuna sequenza del database nucleotidico nei suoi 6 frames di lettura BLASTX: confronta una sequenza nucleotidica contro un database proteico, dopo averla tradotta nei suoi 6 frames di lettura.

4 BLAST:

5 BLASTP

6 Seconda parte della pagina di BLAST:
Numero atteso di HSP (High-scoring Segment Pair) valutato su base statistica Dimensione delle parole Penalità assegnata ai gap Scelta della matrice di sostituzione I valori di default usati da BLAST sono W=3, T=13, Matrice=BLOSUM 62

7 Terza parte della pagina di BLAST:

8 FASTA: http://www.ebi.ac.uk/fasta33/
Ktup: lunghezza delle parole Align: numero di allineamenti finali Open e residue: Penalità per i gap Vari database Sequenza in formato FASTA

9 Allineamento di due sequenze:
BLAST: bl2seq LALIGN: EMBOSS:

10 LALIGN:

11 ALLINEAMENTO MULTIPLO DI SEQUENZE
Informazione biologica maggiore rispetto a quella riportata l’allineamento di due sole sequenze: i residui più importanti dal punto di vista strutturale o funzionale saranno estremamente conservati tra tutte le sequenze dell’allineamento. “Una sequenza amminoacidica fa la timida; un paio di sequenze omologhe sussurrano; molte sequenze allineate gridano”. Per essere informativo un allineamento multiplo dovrebbe contenere una distribuzione di sequenze sia strettamente sia lontanamente correlate: Svantaggi: •tutte strettamente correlate => ridondanza •tutte lontanamente correlate => allineamento inaccurato => inutilità

12 ALLINEAMENTO MULTIPLO DI SEQUENZE

13 Programmi per l’allineamento multiplo globale:
CLUSTALW: o scaricare il programma eseguibile KALIGN Multalin TCOFFEE

14 CLUSTAL W: il tool più comune utilizzato per l’allineamento multiplo di sequenza: potenziato per allineamenti di sequenze proteiche divergenti favorisce l’apertura di gaps in regioni in cui è potenzialmente presente un loop piuttosto che una struttura secondaria ordinata (in base a una penalità residuo-specifica e a una penalità ridotta in regioni idrofiliche) favorisce l’apertura di gaps nelle stesse posizioni.