3. Metagenomika
Genom szekvenálás
Rengeteg szekvencia információ
Sok új mikroorganizmus felfedezése
Metagenom: egy adott környezetben
élő közösség teljes genetikai anyaga
Metagenomikai adatbázisok létrejötte
Extrém élőhelyek - archaea
gejzír Pyrococcus
5. HMM genom adatok analízisére
és összehasonlítására
HMM fehérjékre – random aminosav
szekvencia generátor, sok köztes
állapottal
Az n+1-edik állapot az n-ediktől függ
Paraméterek:
◦ Állapotok
◦ Állapotok kimeneti valószínűsége
◦ Átmeneti valószínűségek
„Rejtett”: a belső állapotokat nem lehet
egyértelműen meghatározni a kimeneti
szekvenciák megfigyelésével
6. HMM – „betanítás”
Egy sorozatnyi (hasonló)
szekvenciával „betanítható”
A betanítási folyamat iteratívan
változtatja a paramétereit, hogy ráilljen
a betanítási készletre
Kimenet: hasonló fehérjék
Egy adott bármely aminosav
szekvencia – modell megmondja,
hogy mi a valószínűsége, hogy
pontosan ez az adott szekvencia
legyen a kimenet
8. Modell organizmus
proteómok
Modell organizmus
proteómok
Adott funkciójú fehérjék számos
fajból
Adott funkciójú fehérjék számos
fajból
Az eredeti projekció
A teleszkóp
9. DNS hibajavító fehérjék
A Gerontológia Molekuláris és Klinikai Alapjai, Kvell és munkatársai, 2011. , PTE
12. HMM építés
Ismert gén
előfordulások
Összerende-zett
fehérjék
Régi HMM
Eredeti
találatok
Eukarióta
modell
proteóm
Extrém
metagenom
Fehérjék a
metagenomból
Metagenom
találatok
Összerende-zett
találatok
1.
cso-port
2.
cso-port
3.
cso-port
Új
HMM
1
Új
HMM
2
Új
HMM
3
Teleszkóp
találatok
Clustal
HMM
építés
HMM
keresés
Clustal
Csoportosítá
s
HMM
keresés
HMM
keresés
ORF keresés
13. „Új” teleszkóp találatok
Eredeti
találatok
Teleszkóp
találatok
Foszfodiészteráz motívum 1-5 (P1-P5)
Dupla szálú DNS kapcsolat felismerő v
hurok 1-6 (R1-R6)
Konzervált hidrofób felületi csoport
Walker A (P-hurok)
v
Q hurok
Zn-hurok
ABC-”aláírás”
motívum
Walker B
v
His-kapcsoló
14. Találatok – Mre11
Találatok száma
Több teleszkóp találat,
mint eredeti találat
Eredeti találatok
Teleszkóp találatok
„Új” teleszkóp találatok
15. Találatok – Rad50
Találatok száma
Több teleszkóp találat,
mint eredeti találat
Eredeti találatok
Teleszkóp
találatok
„Új” teleszkóp
találatok
16. Mre11 Részben már ismert funkciók
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
Mre11 original
Mre11 only in new
Adott tulajdonsággal rendelkező találatok száma
Összes Mre11 találat száma
De „új” teleszkóp találatok egy
része:
új fehérje család
további funkcionális tulajdonság
Mre11 eredeti találat
Mre11 „új” teleszkóp
találat
17. Rad50
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
De „új” teleszkóp találatok egy
része:
további funkcionális tulajdonságok
Rad50 original
Rad50 only in new
Adott tulajdonsággal rendelkező találatok száma
Összes Rad50 találat száma
Részben már ismert funkciók
Rad50 eredeti találat
Rad50 „új” teleszkóp
találat
18. A Metagenomikai teleszkóp, mint
módszer, haszna
Ismeretlen funkciójú fehérje
funkciójának megfejtése
Ismert fehérje új funkciója
Az n+1-edik állapot az n-ediktől függ – és a kimeneti aminosavé is
Átmeneti val.ség – ebből az állapotból egy új állapotba történő mozgás valószínűsége
Egy sorozatnyi (hasonló) szekvenciával „betanítható” - megfigyelés
Okulár: az objektív lencse által létrehozott képet nagyítja fel
NTHL1 – oxidált pirimidinek
DNS kettősszál törés javításához esszenciális, és a homológ rekombinációhoz és a non-homológ vég összeillesztéshez is.