Genomica risonanza magnetica - una risorsa pubblica per lo Studio Patterns sequenza all'interno del DNA genomico

L'obiettivo generale di questa procedura è esplorare la non casualità a media scala, nota anche come eterogeneità, di una sequenza genomica specificata dall'utente. Questo obiettivo viene raggiunto esaminando innanzitutto la composizione di oligonucleotidi di una sequenza in ingresso e generando una tabella di frequenza degli oligonucleotidi che compongono la sequenza. Tale risultato si ottiene richiamando il programma SRI Analyzer.

Il secondo passaggio consiste nel produrre sequenze casuali che abbiano esattamente la stessa composizione di oligonucleotidi della sequenza in ingresso. Questo viene ottenuto richiamando il programma generatore SRI. Il terzo passaggio della procedura consiste nel trovare segmenti all'interno delle sequenze di input e di quelle randomizzate che siano significativamente arricchiti per un particolare nucleotide o combinazione di nucleotidi, ad esempio GC o ag.

Questo obiettivo viene raggiunto tramite il programma MRI Analyzer. L'ultimo passaggio della procedura consiste nel scaricare i file contenenti le sequenze di tutte le regioni MRI rilevate dal programma. Infine, si possono ottenere risultati che mostrano come la maggior parte delle regioni genomiche delle aree pluricellulari sia significativamente arricchita da segmenti contenenti estremi nella composizione di basi, rilevati per ciascuno dei quattro nucleotidi o per qualsiasi loro combinazione.

Queste regioni omogenee sono associate a conformazioni insolite del DNA e/o a particolari proprietà del DNA. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo della genomica, come l'individuazione di elementi del DNA potenzialmente funzionali all'interno di vaste aree di sequenze non codificanti, inclusi i regioni intergeniche o gli ingressi. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sui genomi dei mammiferi, può essere applicato anche ad altri organismi, come invertebrati, piante, funghi e batteri.

Aprire la pagina iniziale del pacchetto online genomic mid-range in homogeneity o G GM I all'indirizzo www.bioinfo.utoledo. edu/gri/la risorsa web. Fornisce anche informazioni dettagliate sui programmi nel collegamento alla guida Come leggere il file Readme.

Sebbene tutti i materiali pubblicati su MRI genomico e algoritmi simili siano elencati nei collegamenti alle risorse pertinenti, creare un file con una sequenza in formato rapido per avviare una sessione di analisi A-G-M-R-I. Una sequenza in formato rapido inizia con un simbolo di maggiore o con il simbolo "cappello", seguito da un identificatore univoco o da un nome e dalla sequenza nelle righe successive. L'MRI genomics elaborerà soltanto nucleotidi TG e C, anche se sono consentiti altri caratteri in ingresso.

Viene utilizzato il file di sequenza del gene PKD1. Per dimostrare la sessione, premere il pulsante di avvio. Verrà aperta una nuova pagina web, che offre l'opzione di copiare e incollare la sequenza di input nella finestra fornita, oppure nel caso in cui il file sia di grandi dimensioni.

Per caricarlo, fare clic sul pulsante scegli file per caricare un file. Individuare il file desiderato. Quindi fare clic sul pulsante avvia questa sessione con questo file. Una conferma dell'avvenuto caricamento del file viene visualizzata nella parte superiore della pagina. Sotto.

Questo messaggio è un identificatore della sessione corrente, che in questo caso è C otto EP zero sei. Per analizzare la bassa omogeneità del tratto iniziale della sequenza in ingresso, fare clic sul pulsante analizza bassa omogeneità del tratto iniziale. Il programma apre una nuova pagina, progettata specificamente per l'esecuzione del programma SRI Analyzer.

Qui dobbiamo scegliere la lunghezza massima degli oligonucleotidi da esaminare. Poiché le nostre sequenze di input sono di dimensioni medie, approssimativamente 50.000 nucleotidi, selezioniamo i former come lunghezza massima degli oligonucleotidi per i quali verranno calcolate le frequenze. Infine, dobbiamo premere immediatamente il pulsante analizza file.

Il programma calcola le frequenze di tutti gli oligonucleotidi della lunghezza scelta e di lunghezze inferiori all'interno della sequenza in ingresso. Per visualizzare le frequenze di tutti gli oligonucleotidi, fare clic sul collegamento per scaricare il file di composizione. Questo file è denominato file utente.

com rappresenta una tabella con tre colonne. La prima colonna specifica gli oligonucleotidi. La seconda indica le loro frequenze relative e la terza indica il numero di occorrenze degli oligonucleotidi all'interno della sequenza in ingresso.

Per generare sequenze randomizzate con la stessa composizione di oligonucleotidi del file di input, fare clic sulla scheda generatore SRI. Nella nuova pagina, scegliere il numero di campioni di sequenze casuali da generare. Ciascuno di questi campioni conterrà sequenze casuali con lo stesso numero e lunghezza delle sequenze di input nel file dell'utente.

In questo esempio, il file utente è la sequenza del gene PKD1. Successivamente, selezionare la lunghezza maggiore di oligonucleotidi per i quali le frequenze verranno approssimate nelle sequenze randomizzate, scegliendo il pulsante radio per "formers", che indica oligonucleotidi di quattro basi. Quindi, scegliere due come numero di campioni di sequenze randomizzate da generare.

Infine, avviare il programma facendo clic sul pulsante genera file per le sequenze di input di centinaia di migliaia di nucleotidi. Potrebbero essere necessari alcuni minuti per generare sequenze casuali. Attendere quindi fino a quando non appariranno in fondo a questa pagina dei collegamenti di download di colore blu.

Per analizzare l'omogeneità media nell'input e nelle sequenze randomizzate, fare clic sulla scheda analizzatore MRI. Nella nuova pagina, selezionare una sequenza da analizzare dal menu a discesa dei file da analizzare. Quindi scegliere il contenuto GC dall'elenco dei sette tipi di contenuto.

Il contenuto GC indica la composizione di G più C. Il campo dimensione della finestra consente la selezione della lunghezza della finestra all'interno della quale verranno analizzate le sequenze ricche e povere di contenuto. Mantenere la dimensione predefinita della finestra di 50 nucleotidi.

Infine, scegliere la soglia superiore e inferiore rispettivamente per le regioni ricche e povere di contenuto. Queste soglie possono essere definite in base al numero di specifici nucleotidi nella finestra corrente o in base alla percentuale di tali nucleotidi all'interno della finestra. In questo caso, scegliamo inizialmente valori casuali del 60% per la soglia superiore e del 30% per la soglia inferiore.

Successivamente, premere il pulsante per analizzare il file. A questo punto, appare un collegamento al file di output e viene visualizzata una rappresentazione grafica dei risultati. Tutte le regioni ricche di contenuto lungo la sequenza in ingresso sono contrassegnate da picchi blu rivolti verso l'alto e le regioni povere di contenuto da picchi rossi rivolti verso il basso. Il grafico mostra che ci sono troppi picchi blu che indicano regioni ricche di GC e molti meno picchi rossi che indicano regioni povere di GC.

Ciò significa che i parametri scelti non sono ottimali. Per la prossima iterazione, utilizzare una soglia superiore del 75% e una soglia inferiore del 32%. Avviare nuovamente l'analizzatore MRI facendo clic sul pulsante analizza file.

Il nuovo grafico mostra che, anche per i nuovi parametri molto più stringenti, ci sono centinaia di picchi blu. Pertanto, aumentare la soglia superiore all'80% e ripetere i calcoli. Il nuovo grafico mostra che 62 regioni ricche di GC presentano un contenuto di GC maggiore o uguale all'80% e 28 regioni povere di GC con un contenuto di GC inferiore al 32%. Successivamente, confrontare i risultati per il file di input con le due sequenze randomizzate che hanno la stessa composizione di oligonucleotidi del gene PKD1.

Per fare ciò, modificare la sequenza dal gene PKD a una sequenza casuale utilizzando la casella di selezione del file da analizzare, mantenendo invariati i parametri per le regioni ricche e povere di GC. La nuova rappresentazione grafica generata per la sequenza casuale numero uno illustra che questa sequenza casuale presenta una sola regione povera di GC e 31 regioni ricche di GC. Un'altra sequenza randomizzata potrebbe mostrare alcune fluttuazioni nel numero di regioni ricche e povere di contenuto, ma la tendenza dovrebbe rimanere la stessa.

Le sequenze casuali per il gene PKD presentano regioni ricche di GC molte volte meno frequenti. Le regioni povere di GC sono più di 10 volte meno comuni rispetto a quelle ricche di GC. La dimostrazione successiva utilizza un altro tipo di contenuto MRI.

Nello stesso pacchetto, gli introni di un gene umano contengono diverse regioni ricche di purine associate a strutture DNAex. Nella pagina web dell'analizzatore MRI, impostare il contenuto del DNA su nucleotidi ag, che rappresentano le purine. Mantenere la dimensione della finestra pari a 50 basi e modificare la soglia superiore all'80% e la soglia inferiore al 10%. Quindi premere il pulsante analizza file per avviare il programma.

Il grafico mostrato indica che questo gene presenta sei regioni ricche di AG, evidenziate da picchi verticali blu, e 14 regioni povere di AG, indicate da picchi rossi. Confrontare quindi questi risultati ottenuti per il gene PKD1 con i dati provenienti dalle sequenze randomizzate che hanno la stessa composizione di oligonucleotidi del gene in studio: passare prima alla sequenza randomizzata, ad esempio il numero due, mantenendo gli stessi parametri del test precedente. Il grafico relativo a questa sequenza casuale mostra che essa contiene soltanto una regione ricca di AG e nessuna regione povera di AG.

Tutti i dati generati durante la sessione vengono salvati in file speciali accessibili tramite la scheda "download files" nell'angolo superiore destro di ogni pagina web. Dopo aver aperto questo collegamento, scaricare la sequenza di input e tutte le sequenze randomizzate generate. Al di sotto di questo elenco di file, è presente un collegamento alla tabella delle frequenze di oligonucleotidi generata dal programma di analisi SRI.

Quindi sono presenti collegamenti a tutti i risultati generati dal programma di analisi MRI durante la sessione. Ad esempio, fare clic sul file utente RAND uno quattro AGCO 50 32 14, che rappresenta i risultati ottenuti per la sequenza randomizzata. Numero uno con i seguenti parametri: contenuto di AG al 50%, finestra lunga 50 nucleotidi, soglia superiore 32 nucleotidi e soglia inferiore 14 nucleotidi.

In questo file, tutti i segmenti di sequenza nucleotidica che soddisfano i criteri di ricchezza o povertà di contenuto, insieme alle loro coordinate, sono disponibili come elenco in base alle loro posizioni consecutive lungo la sequenza di input. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come navigare all'interno di genomic MRI, una risorsa computazionale.