Konsenzusna sekvenca
Konsenzusna sekvenca ili kanonska sekvenca – u molekulskoj biologiji i bioinformatici – je izračunati redoslijed najčešćih ostataka, bilo nukleotida ili aminokiselina, pronađen na svakom položaju u poravnanju sekvenci. Predstavlja rezultate više poravnavanja sekvenci, u kojima se srodne međusobno uspoređuju i izračunavaju slični sekvencni motivi. Takve informacije su važne pri razmatranju enzima, ovisnih o sekvenci kao što je RNK-polimeraza.[1]
Biološki značaj
urediMesto vezanja proteina, predstavljeno konsenzusnom sekvencom, može biti kratka sekvenca nukleotida, koja se nekoliko puta nalazi u genomu i za koju se smatra da ima istu ulogu na svojim različitim lokacijama. Naprimjer, mnogi faktori transkripcije prepoznaju određene obrasce u promotorima gena koje regulišu. Na isti način, restrikcijski enzimi obično imaju palindomne konsenzusne sekvence, obično odgovarajuće mjestu na kojem presijecaju DNK. Transpozoni djeluju na približno isti način prilikom identifikacije ciljnih sekvenci za transpoziciju. Konačno, mjesto prerade (sekvence koje neposredno okružuju granice egzon – intron) također se može smatrati konsenzusnom sekvencom.
Stoga je konsenzusna sekvenca model za pretpostavljeni mjesto vezanja DNK: ona se dobija poravnavanjem svih poznatih prajmera određenog mjesta prepoznavanja i definira kao idealizovana sekvenca koja predstavlja dominantnu bazu na svakoj poziciji. Svi stvarni prajmjeri ne bi se trebali razlikovati od konsenzusa više od nekoliko zamjena, ali brojanje neusklađenosti na ovaj način može dovesti do nedosljednosti.[2]
Svaka mutacija koja omogućava mutiranom nukleotidu u jezgru promotorske sekvence da izgleda više kao konsenzusna sekvenca poznata je kao mutacija nagore. Ovaj tip mutacije općenito će ojačati promotor, pa RNK-polimeraza stvara čvršće veze za DNK koju će transkribirati i transkripcija je regulirana. Suprotno tome, mutacije koje uništavaju konzervirane nukleotide u konsenzusnoj sekvenci poznate su kao mutacije nadolje. Ovi tipovi mutacija reguliraju transkripciju prema dolje, jer se RNK-polimeraza više ne može čvrsto vezati za sekvencu jezgarnog promotora.
Analiza sekvence
urediRazvoj softvera za prepoznavanje uzoraka glavna je tema u genetici, molekulskoj biologiji i bioinformatici. Specifični motivi sekvence mogu funkcionirati kao regulacijska sekvenca koja kontrolira biosintezu ili kao signalne sekvence koji usmjeravaju molekule na određeno mjesto unutar ćelije ili reguliraju njeno sazrijevanje. Budući da je regulatorna funkcija ovih sekvenci važna, smatra se da će se one sačuvati tokom dugih perioda evolucije. U nekimslučajevima se evolucijska povezanost može procijeniti količinom očuvanosti ovih lokusa.
Označavanje
urediMotivi konzervirane sekvence nazivaju se konsenzusnim sekvencama i pokazuju koji su ostaci konzervirani, a koji su promjenjivi. U sljedećem primjeru sekvence DNK:
- A[CT]N{A}YR
U ovom označavanju, A znači da se A uvijek nalazi u tom položaju; [CT] znači C ili T; N označava bilo koju bazu; i {A} znači bilo koju bazu osim A. Y predstavlja bilo koji pirimidin, a R bilo koji purin. U ovom primjeru, oznaka [CT] ne daje nikakve naznake relativne frekvencije C ili T koja se javlja na tom položaju. Alternativni metod predstavljanja konsenzusne sekvence koristi logotipne sekvence. Ovo je grafički prikaz konsenzusne sekvence, u kojem je veličina simbola povezana s učestalošću davanja određenog nukleotida (ili aminokiseline) na određenom položaju. U logotipu sekvence, što je ostatak konzerviraniji, to je veći simbol za taj ostatak; što je rjeđi, manji je simbol. Logotipi sekvenci mogu se generirati pomoću WebLogo, ili prema Gestalt Workbench, javno dostupnom alatu za vizuelizaciju, koji je kreirao Gustavo Glusman iz Institita za sistemsku biologiju (Institute for Systems Biology.[2]
Softver
urediBioinformatički alati mogu izračunati i vizuwlizirati konsenzusne sekvence. Primjeri alata su JalView i UGENE.