Быстрые пути эволюции белков. Домен. БД PFAM, InterPro.

Первые же попытки классификации коллекций аминокислотных последовательностей показали существование
семейств гомологичных белков
консервативных мотивов в негомологичных белках

Домен – относительно консервативный в процессе
эволюции непрерывный и достаточно длинный фрагмент последовательности.
Последовательность может содержать один или несколько доменов

Домены, найденные в последовательностях, часто, но далеко не всегда совпадают со структурными доменами.

Словарик

Ничто удачное не должно пропасть даром
Точечные мутации − медленный путь эволюции
Быстрый путь − дупликация
Дуплицируются короткие фрагменты, домены, гены, кластеры генов, хромосомы, геномы
Вторая копия может приобрести новые функции
Почему это интересно?

Ортологи — последовательности, возникшие из одного общего предшественника в процессе видообразования. Ортологи, как правило, имеют одну и ту же функцию
Паралоги — последовательности, возникшие из одного общего предшественника в результате дупликации одного гена в одном организме. Паралоги, как правило, имеют разные функции.
Пример 1: дупликация генов (повторяем)

Comparison of gene structures and their sequence similarities.
Logsdon J M , Doolittle W F PNAS 1997;94:3485-3487
©1997 by The National Academy of Sciences of the USA
Пример 2: дупликация короткого повтора

Пример доменных перестроек: не только дупликации!

Пример 4

Домен – единица эволюции, структуры
и функции белков.
Домен – компактная, относительно
независимо сворачивающаяся структура,
относительно консервативная в процессе
эволюции.
Белок может состоять из одного или
многих доменов.

Pfam
http://pfam.sanger.ac.uk
Большая коллекция семейств доменов
Для каждого семейства есть множественное выравнивание и профиль-HMM .
Состоит из 2-х частей:
PfamA – курируемая часть, покрывает 76% UniProt
PfamB – большое число маленьких семейств из автоматически сгенерированной базы доменов, не вошедших в PfamA (раньше – ProDom, теперь – ADDA) .
Удобна для анализа доменной структуры белков.

Язык Pfam :
Семейство – коллекция гомологичных белков.
Домен – структурная единица, которую можно найти во множественном выравнивании.
Повтор – короткая единица, нестабильная сама по себе, но образует стабильные структуры, если есть много копий.
Мотив – короткая единица структуры вне глобулярных доменов.
Клан – группа родственных записей.

Pfam
Prosite
Prints
Blocks
Smart
(ProDom, PIRaln, ProClass, Systers, Picasso etc. not shown)
Сравните