UniProt Çoklu Protein Sekans Hizalama

Dört temel biyomolekülden biri olan protein, vücutta işlevsellik açısından çok önemlidir. Proteinlerin işlevini tam olarak kavrayabilmemiz için 3 boyutlu yapıya hakim olmamız gerekir. Ayrıca proteinin 3 boyutlu yapısı işlevsellik açısından da büyük önem taşır. Yapının şekillenmesi için protein dizilerinin rolü oldukça fazladır. Yani proteinin yapı taşı olan aminoasitler birleştiği diziye göre yapılara farklılık imkanı sağlar. Hepsi farklı bir kombinasyonda birleştiği için organizmaların aminoasit dizileri de birbirinden farklıdır. Farklı organizmalarda da benzer dizilimler bulmak mümkündür. Ortak kökenden gelmiş farklı formlar almış proteinlerde mevcuttur.

Ortolog Nedir?

Ortak kökten gelmiş farklı formlar almış proteinlerin hepsine ortolog denir. Geldikleri yer ve kökenleri aynı olan fakat zamanla mutasyon ve benzeri durumlardan dolayı gelişen türlere denir.

Filogenetik Ağaç Nedir?

Organizmaların DNA benzerliği, enzim benzerliği, hücre yapısı benzerliği, protein benzerliği, anatomik benzerlik, embriyonik benzerlik ve ayrıca kökenleri aynı görevlerinden ötürü şekilleri farklı olan organlar gibi benzer özelliklere göre filogenetik ağaç yapılır. Ayrıca farklı organizmaların aminoasit dizilerine, DNA dizilerine bakılmasını sağlar. Bu ağaçlar farklı türlerin benzerlik ve farklılıklarını gösterir.

Ortolog, bu ağaçlardaki noktaları bir birleşme olayından sonra mesela kırmızı okla gösterilen yer ortak atadır. Her bir noktada ortak bir ata vardır, öyle kabul ederiz. Ortak atada bir protein var veya sekansı  daha sonra ise türleşme olmuş ve bu ortak atadan diğer türlerde yine var. Diğer türlerde de işlevi aynıdır, aminoasit dizilimi ise %90 oranında aynı %10 oranında farklıdır.

Çoklu Hizalama Nedir?

Birden fazla biyolojik dizinin DNA, RNA, Protein dizisinin hizalanmasıdır. Biyolojik dizilerin benzer bölgeleri tespit edilir. Bu bölgelerin benzer olması, diziler arasında işlevsel, yapısal veya evrimsel bir ilişki olduğu anlamına gelir. Genellikle proteinler için kullanılır. Hizalamada herbir dizi tarafından kodlanan proteinler arasında hem evrimsel hem de yapısal benzerlik aranır. Sadece sekans verilerinden üretilen çoklu hizalamalarda, sekansta benzer olan bölgelerin genellikle yapı içinde üst üste eklendiği saptanılmıştır.

Bu analizden elde edilen veriler filogenetik ağaç yapmak için de kullanılır. Analizde ortak bölgeler kolay saptanabildiği için filogenetik ağaç çıkarımı daha kolay olacaktır. Sekans hizalamaya dayalı bir ağaç olabilir, bu sayede biyolojik bir varlığı tanımlayabiliriz. Ayrıca farklı protein için üretilen filogenilerin karşılaştırılması, analizi bir proteinin diğerinden daha hızlı evrimleşebileceğini gösterir. Çoklu dizi hizalamaları işlevsel olarak önemli konumları tespit etmede kullanılabilir. Örnek verecek olursak bağlanma bölgeleri aktif bölgeler gibi anahtar fonksiyonlara karşılık gelen konumlar saptanabilir.

Serum Albumin Nedir?

Albumin karaciğerin yaptığı bir protein türüdür. Kanımızda en çok bulunan proteindir. Büyüme, doku onarma için gerekli olan proteinleri verir. Taşıma görevi de üstlenir, hayati besinler ve hormonları taşır. Ayrıca dokular arasındaki ozmotik basıncı korumaya yardımcı olur.

UniProt Çoklu Protein Sekans Hizalama

UniProt:

• Aminoasit dizilimi veri tabanıdır.
• İki şekilde veri sunar.
• Organizmadan saflaştırılıp elde edilen proteinlerin aminoasit dizilimi verisini sunar
• Genomdan direkt elde edilen dizilim verisini sunar.

Kırmızı okla gösterilen bölgeye tıklanarak veri tabanına ulaşılır.

Kırmızı ok ile gösterilen yere referans aldığımız proteinin ismi yazılır. Biz Serum Albumin proteinini esas aldık ve gösterilen yere yazdık. Ardından search yapılır.

Serum Albumin proteinine sahip organizmalar, yukarıdaki şekilde liste halinde verilmiştir. Burada ortolog yapılabilmesi için 5 farklı organizma seçilerek Align’a tıklanır.

Yukarıdaki görselde aminoasit sekansları liste şeklinde sıralanmıştır:

• Birinci tabloda, Serum Albumin proteinine sahip 5 farklı organizmanın aminoasit sekansı hizalanmıştır.
• İkinci tabloda ise gösterilen veriler organizmanın aminoasit sekansını vermektedir. Sekans hizalaması alt alta sıralanmıştır.
• Her bir aminoasit için harflendirme yapılmıştır.
• Aminoasit sekansının hemen başında ve sonunda sayılar bulunmaktadır.
• Bu sayılar arasında bulunan aminoasit sekansı, 5 organizmadaki ortolog sekansı vermektedir.
• Üçüncü tabloda bulunan aminoasit sekasının altında yıldız şekli var ise 5 organizmada da aynı aminoasitten bulunduğu anlamına gelmektedir.
• Eğerki tek veya iki nokta bulunuyor ise bu aminoasitlerde  5 organizmada benzer fakat biyokimyasal açıdan değişiklik gösteriyordur.

• Similarity seçeneğine tıklandığında diziler arasındaki benzerlik gösterilmiş olur.
• Burada açık gri ile gösterilen aminnoasitler, çoğunlukla aynı olsa da  bazı açılardan değişiklik  bulunduğunu gösterir.
• Koyu renkli olarak gösterilen aminoasitler, seçilen 5  farklı organizmada da aynı olduğunu göstermektedir.
• Hiçbir renk ile gösterilmeyen aminoasitler, seçilen 5 farklı organizma için de farklı olduğunu göstermektedir.