Genomic MRI - eine öffentliche Ressource für ein Studium Sequence Patterns in genomischer DNA

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Nicht-Zufälligkeit im mittleren Bereich, auch in Homogenität einer vom Benutzer spezifizierten genomischen Sequenz genannt, zu erforschen. Dies wird erreicht, indem zunächst die Oligonukleotidzusammensetzung einer Eingabesequenz untersucht und eine Häufigkeitstabelle der Oligonukleotide, die die Sequenz umfasst, erzeugt wird. Dieses Ziel wird durch den Aufruf des SRI Analyzer-Programms erreicht.

Der zweite Schritt besteht darin, zufällige Sequenzen zu erzeugen, die genau die gleiche Oligonukleotidzusammensetzung wie die Eingabesequenz haben. Dies wird durch den Aufruf des SRI-Generatorprogramms erreicht. Der dritte Schritt des Verfahrens besteht darin, Segmente innerhalb der Eingabe- und randomisierten Sequenzen zu finden, die signifikant mit einem bestimmten Nukleotid oder einer bestimmten Nukleotidkombination angereichert sind, beispielsweise GC oder ag.

Dieses Ziel wird durch das Programm MRI Analyzer erreicht. Der letzte Schritt des Verfahrens besteht darin, die Dateien herunterzuladen, die Sequenzen aller vom Programm erkannten MRT-Regionen enthalten. Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die zeigen, dass die Mehrheit der genomischen Regionen multizellulärer Arien signifikant durch Segmente angereichert ist, die Extreme der Basenzusammensetzung enthalten, die für jedes der vier Nukleotide oder eine ihrer Kombinationen nachgewiesen wurden.

Diese in homogenen Regionen sind mit ungewöhnlichen DNA-Bestätigungen und/oder bestimmten DNA-Eigenschaften verbunden. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der Genomik zu beantworten, wie z. B. die Suche nach potenziell funktionsfähigen DNA-Elementen in weiten Bereichen nicht-kodierender Sequenzen, einschließlich intergener Regionen oder Eingänge. Obwohl diese Methode Einblicke in das Genom von Säugetieren geben kann, kann sie auch auf andere Organismen wie Wirbellose, Pflanzen, Pilze und Bakterien angewendet werden.

Öffnen Sie die Homepage des Online-Genomik-Mittelbereichs in Homogenität oder G GM I-Paket unter www.bioinfo.utoledo. edu/gri/die Webressource. Enthält auch detaillierte Informationen zu den Programmen in der Hilfe-Readme-Link.

Während alle veröffentlichten Materialien zu genomischer MRT und ähnlichen Algorithmen im Link Links zu relevanten Ressourcen aufgeführt sind, erstellen Sie eine Datei mit einer schneller formatierten Sequenz, um die A-G-M-R-I-Analysesitzung zu starten. Eine schneller formatierte Sequenz beginnt mit einem Zuckerbrot oder dem Größer-als-Symbol, gefolgt von einem eindeutigen Bezeichner oder Namen und einer Sequenz in den folgenden Zeilen. Nur A- und C-Nukleotide werden durch genomische MRT verarbeitet, obwohl andere Zeicheneingaben zulässig sind.

Es wird die Sequenzdatei für das PKD-Gen one verwendet. Um die Sitzung zu demonstrieren, drücken Sie die Starttaste. Es öffnet sich eine neue Webseite, auf der Sie die Eingabesequenz kopieren und in das dafür vorgesehene Fenster einfügen können, wenn die Datei groß ist.

Um sie hochzuladen, klicken Sie auf die Schaltfläche Datei auswählen, um eine Datei hochzuladen. Navigieren Sie zur gewünschten Datei. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Diese Sitzung mit dieser Datei starten Die Bestätigung, dass die Datei erfolgreich hochgeladen wurde, wird oben auf der Seite angezeigt. Unter.

Bei dieser Nachricht handelt es sich um eine Kennung der aktuellen Sitzung, die in diesem Fall C eight EP oh six ist. Um den kurzen Bereich in der Homogenität der Eingabesequenz zu analysieren, klicken Sie auf die Schaltfläche Kurze Reichweite in Homogenität analysieren. Das Programm öffnet eine neue Seite, die speziell für die Ausführung des SRI Analyzer-Programms entwickelt wurde.

Hier müssen wir die maximale Länge der zu untersuchenden Oligonukleotide auswählen. Da unsere Eingabesequenzen mittlerer Größe etwa 50.000 Nukleotide umfassen, wählen wir Former als die höchste Länge von Oligonukleotiden aus, für die Frequenzen berechnet werden. Schließlich müssen wir sofort auf die Schaltfläche Datei analysieren klicken.

Das Programm berechnet die Frequenzen aller Oligonukleotide der gewählten Länge und kleinerer Längen innerhalb der Eingabesequenz. Um die Häufigkeiten aller Oligonukleotide zu sehen, klicken Sie auf den Link Zusammensetzungsdatei herunterladen. Diese Datei mit dem Namen user file.

com stellt eine Tabelle mit drei Spalten dar. In der ersten Spalte sind Oligonukleotide angegeben. Die zweite stellt ihre relativen Häufigkeiten dar, und die dritte stellt die Anzahl der Oligonukleotidvorkommen innerhalb der Eingabesequenz dar.

Um randomisierte Sequenzen mit der gleichen Oligonukleotidzusammensetzung wie die Eingabedatei zu generieren, klicken Sie auf die Registerkarte SRI-Generator. Wählen Sie auf der neuen Seite die Anzahl der Stichproben von Zufallssequenzen aus, die generiert werden sollen. Jedes dieser Beispiele enthält zufällige Sequenzen mit der gleichen Anzahl und Länge wie die Eingabesequenzen in der Benutzerdatei.

In diesem Beispiel ist die Benutzerdatei die Sequenz des PKD-One-Gens. Wählen Sie als Nächstes die längste Länge von Oligonukleotiden aus, für die die Frequenzen in den randomisierten Sequenzen approximiert werden, indem Sie das Optionsfeld für Former auswählen, das für vier Basenoligonukleotide steht. Wählen Sie als Nächstes zwei für die Anzahl der Stichproben der zufälligen Sequenzen aus, die generiert werden sollen.

Starten Sie abschließend das Programm, indem Sie auf die Schaltfläche Datei generieren klicken, um die Eingabesequenzen von Hunderttausenden von Nukleotiden einzugeben. Es kann einige Minuten dauern, bis zufällige Sequenzen generiert werden. Warten Sie also, bis unten auf dieser Seite blaue Download-Links erscheinen.

Um die Homogenität der Eingabesequenzen und die Homogenität der Sequenzen im mittleren Bereich zu analysieren, klicken Sie auf die Registerkarte MRT-Analysator. Wählen Sie auf der neuen Seite eine zu analysierende Sequenz aus dem Listenfeld Zu analysierende Datei aus. Wählen Sie dann GC-Inhalt aus der Liste von sieben Inhaltstypen aus.

Der GC-Gehalt steht für die Zusammensetzung G plus C. Das Feld Fenstergröße ermöglicht die Auswahl der Länge des Fensters, für das inhaltsreiche und schlechte Sequenzen untersucht werden sollen. Behalten Sie die Standardfenstergröße von 50 Nukleotiden bei.

Wählen Sie abschließend den oberen und unteren Schwellenwert für Bereiche mit hohem und inhaltsarmem Inhalt aus. Diese Schwellenwerte können durch die Anzahl bestimmter Nukleotide im aktuellen Fenster oder durch den Prozentsatz dieser Nukleotide im Fenster definiert werden. In diesem Fall wählen wir zunächst zufällige Werte von 60 % für den oberen Schwellenwert und 30 % für den unteren Schwellenwert.

Drücken Sie anschließend die Schaltfläche Datei analysieren Anschließend erscheint ein Link zur Ausgabedatei und eine grafische Darstellung der Ergebnisse. Alle Bereiche mit hohem Inhaltsgehalt entlang der Eingabesequenz werden als blaue Spitzen nach oben und Bereiche mit wenig Inhalt als rote Spitzen nach unten markiert. Das Diagramm zeigt, dass es zu viele blaue Spitzen gibt, die GC-reiche Regionen anzeigen, und viel weniger rote Spitzen, die GC-arme Regionen anzeigen.

Das bedeutet, dass die gewählten Parameter nicht optimal sind. Verwenden Sie für die nächste Iteration einen oberen Schwellenwert von 75 % und einen unteren Schwellenwert von 32 %. Starten Sie den MRT-Analysator erneut, indem Sie auf die Schaltfläche Datei analysieren klicken.

Das neue Diagramm zeigt, dass es selbst für die neuen, viel strengeren Parameter Hunderte von blauen Spitzen gibt. Erhöhen Sie daher den oberen Schwellenwert auf 80 % und wiederholen Sie die Berechnungen. Das neue Diagramm zeigt, dass 62 GC-reiche Regionen einen GC-Gehalt von mindestens 80 % und 28 GC-arme Regionen mit einem GC-Gehalt von weniger als 32 % aufweisen. Vergleichen Sie als Nächstes die Ergebnisse für die Eingabedatei mit den beiden randomisierten Sequenzen, die die gleiche Oligonukleotidzusammensetzung wie das PKD-Ein-Gen aufweisen.

Um dies zu tun, ändern Sie die Sequenz von PKD eins Gen in das zufällige Gen, indem Sie das Listenfeld Datei zur Analyse verwenden, während Sie die gleichen Parameter für GC-reiche und GC-arme Regionen beibehalten. Die neu generierte grafische Darstellung für die randomisierte Sequenz Nummer eins zeigt, dass diese Zufallssequenz nur eine GC-arme Region und 31 GC-reiche Regionen hat. Eine andere randomisierte Sequenz kann zu einer gewissen Fluktuation in der Anzahl der Bereiche mit hohem und niedrigem Inhalt führen, aber der Trend sollte derselbe sein.

Randomisierte Sequenzen für PKD ein Gen haben ein Vielfaches weniger. GC-reiche Regionen sind mehr als 10-mal weniger GC-arme Regionen. In der nächsten Demonstration wird eine andere Art von MRT-Inhalten verwendet.

Im selben pkg enthält ein humanes Gen Introns dieses Gens mehrere purinreiche Regionen, die mit DN aex-Strukturen assoziiert sind. Stellen Sie auf der Webseite des MRT-Analysators den DNA-Gehalt auf Ag-Nukleotide um, die Purine darstellen. Halten Sie die Fenstergröße auf 50 Basen und ändern Sie den oberen Schwellenwert auf 80 % und den unteren Schwellenwert auf 10 %. Drücken Sie dann die Schaltfläche Datei analysieren, um das Programm aufzurufen.

Die dargestellte Grafik zeigt, dass dieses Gen sechs ag-reiche Regionen hat, die durch blaue vertikale Stacheln dargestellt sind, und 14 ag-arme Regionen, die durch rote Stacheln dargestellt sind. Vergleichen Sie dann diese Ergebnisse für das PKD-Gen eins mit den Daten aus den randomisierten Sequenzen, die die gleiche Oligonukleotidzusammensetzung wie das Gen haben, wechseln Sie zuerst zur randomisierten Sequenz, z. B. Nummer zwei, und behalten Sie die gleichen Parameter wie im vorherigen Test bei. Das Diagramm für diese Zufallssequenz zeigt, dass sie nur eine Region mit reicher Landwirtschaft und keine armer Regionen enthält.

Alle Daten, die während der Sitzung generiert werden, werden in speziellen Dateien gespeichert, die über die Registerkarte "Dateien herunterladen" in der rechten oberen Ecke jeder Webseite zugänglich sind. Nachdem Sie diesen Link geöffnet haben, laden Sie die Eingabesequenz sowie alle generierten zufälligen Sequenzen herunter. Unterhalb dieser Liste von Dateien befindet sich ein Link zur Oligonukleotid-Häufigkeitstabelle, die vom SRI-Analysatorprogramm erstellt wurde.

Dann gibt es Links zu allen Ergebnissen, die während der Sitzung vom MRT-Analyseprogramm generiert wurden. Klicken Sie beispielsweise auf die Datei user a file RAND one four AGCO 50 32 14, die die für die randomisierte Sequenz erhaltenen Ergebnisse darstellt. Nummer eins mit den folgenden Parametern, Ag-Gehalt 50 Nukleotid, langes Fenster, obere Schwelle, 32 Nukleotide und untere Schwelle 14 Nukleotide.

In dieser Datei sind alle Nukleotidsequenzsegmente, die den Kriterien für einen reichen oder schlechten Inhalt entsprechen, und ihre Koordinaten entsprechend ihren aufeinanderfolgenden Positionen entlang der Eingabesequenz als Liste verfügbar. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie durch die genomische MRT, die Rechenressource, navigieren können.