Базы данных Gene Ontology

1. Базы данных Gene Ontology

GO - Gene Ontology consortium database
Целью создателей было
установление контроля за
единообразием в
описаниях функций,
биологических процессов
и клеточных компонентов,
относящихся к продуктам
генов, чтобы
унифицировать описания
в различных базах
данных и облегчить поиск
в них нужного гена.

2. Базы данных Gene Ontology

3. Структурные базы данных

PDB (Brookhaven Protein DataBank) – коллекция экспериментально
определенных 3D-структур биологических макромолекул. Раньше
содержала и теоретические модели, но начиная с июля 2002 года в
основном депозитарии хранятся только экспериментально определенные
структуры (рентгеноструктурным, ядерно-магнитнорезонансным и др.
методами).

4. Структурные базы данных

5. Структурные базы данных

6. Структурные базы данных

...
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
...
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
REMARK
...
SEQRES
SEQRES
...
HET
...
HETNAM
...
465
465
465
465
465
465
465
465
465
470
470
470
470
470
470
470
470
MISSING RESIDUES
THE FOLLOWING RESIDUES WERE NOT LOCATED IN THE
EXPERIMENT. (M=MODEL NUMBER; RES=RESIDUE NAME; C=CHAIN
IDENTIFIER; SSSEQ=SEQUENCE NUMBER; I=INSERTION CODE.)
M RES C SSSEQI
MET C
1
PRO C
2
MISSING ATOM
THE FOLLOWING RESIDUES HAVE MISSING ATOMS (M=MODEL NUMBER;
RES=RESIDUE NAME; C=CHAIN IDENTIFIER; SSEQ=SEQUENCE NUMBER;
I=INSERTION CODE):
M RES CSSEQI ATOMS
LYS A 23
CG
CD
CE
NZ
LYS A 63
CE
NZ
1 A
2 A
F09
219
219
C1131
GLN VAL GLN LEU GLN GLN PRO GLY ALA GLU LEU VAL LYS
PRO GLY ALA SER VAL LYS LEU SER CYS LYS ALA SER GLY
10
F09 NONAN-1-OL

7. Структурные базы данных

...
HELIX
...
HELIX
SHEET
...
SHEET
SSBOND
...
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
...
HETATM
HETATM
...
CONECT
CONECT
...
MASTER
END
1
10
1
1 THR A
87
SER A
91
5
5
10 THR C
85 GLY C 123
AA 4 LEU A
4 GLN A
5
1
0
39
4 BE 4 SER B 201 ASN B 210 -1
1 CYS A
22
CYS A
96
22
23
24
25
26
27
28
4140
4141
CG AGLN
CD AGLN
OE1AGLN
NE2AGLN
N BGLN
CA BGLN
C BGLN
C1
C2
A
A
A
A
A
A
A
O
SER B 201
N
HIS B 198
1555
1555
3
3
3
3
3
3
3
-30.506
-29.018
-28.187
-28.675
-33.005
-32.788
-33.529
25.807
25.546
26.374
24.391
25.819
24.834
23.510
16.125
15.959
16.332
15.403
17.852
16.796
17.024
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
43.30
43.01
43.76
41.73
45.16
44.25
43.75
C
C
O
N
N
C
C
F09 C1131
F09 C1131
-21.017
-21.015
-3.092
-1.597
-1.563
-1.357
1.00 60.56
1.00 60.40
C
C
4140 4141
4141 4140 4142
520
2.07
0
11
10
47
0
10
6 4420
3
101
44

8.

Энхансеры и промоторы
Последовательности
промоторов
млекопитающих
более
консервативны, чем энхансеры тех
же самых генов

9.

Энхансеры и промоторы
При этом, недавно
изменившиеся
последовательности
промоторов
млекопитающих
большей
частью
являются «молодой
ДНК», занесённой в
проксимальную часть
гена
мобильными
элементами,
а
энхансеры, наоборот,
в большем числе
случаев происходят в
результате изменения
предковой
последовательности

10.

Возникновение энхансеров de novo
Большинство
энхансеров
млекопитающих
апоморфны

11.

Промоторы млекопитающих

12.

13.

14.

Гены, участвующих в развитии, ответе на стресс,
регуляции клеточных процессов, обладают большим
числом регуляторных элементов, чем гены домашнего
хозяйства и некоторых метаболических процессов

15.

Эволюция системы транскрипционного
фактора и гена-мишени

16.

Эволюция системы транскрипционного
фактора и гена-мишени

17.

Глубокая гомология
Формирование и дифференциация многих структур,
таких как глаза, конечности и сердце, управляется
одним и тем же набором генов и сильно
консервативными регуляторными цепями.

18.

Глубокая гомология

19.

Модульность цис-регуляторных элементов
Отдельная черта toolkit-генов — большие и
сложные модульные цис-регуляторные регионы.

20.

Модульность цис-регуляторных элементов
Наличие большого числа цис-регуляторных
элементов у toolkit-генов открывает несколько
важных для эволюции формы аспектов:
1. Множественные цис-регуляторные элементы —
путь к увеличению числа функций без
увеличения числа генов
2. Мутации в одном из ЦРЭ не затронут функции
самого белка и функции других ЦРЭ, т. е. не
будут иметь плейотропного эффекта
3. Мутации в гене с множеством ЦРЭ будут всегда
иметь плейотропный эффект.

21.

Большие генные сети

22.

Регуляция 3’ и 5’ UTR

23.

Отрицательный отбор