Dveloppement et adaptation des plantes

1
Développement et adaptation des plantes Biologie
moleculaire et intégrative Université
Montpellier II AGRO-M Université de
Perpignan Analyse informatique des séquences
2
Les étapes du séquençage

• 1955 insuline 51aa
• 1965 ARNt 75nt
• 1968 enzymes de restriction
• 1972 clonage dans des plasmides
• 1978 séquençage rapide
• 1990 automatisation
• 2003 gt 500000 séquences/semaine

3
Les banques de séquences(évolution)
4
Les banques de séquences (répartition)
5
Pourquoi créer des banques de séquences ?

• une augmentation spectaculaire de la masse de
  données
• des séquençages anonymes
• criblage différentiel
• séquençage au hasard (EST etc)
• séquences génomiques
• structuration de l'information
• présentation standardisée
• interrogation efficace

6
Les types de banques de séquences

• les banques "automatiques" (ex EMBL, GenBank)
• soumission directe, obligatoire
• contrôle de qualité (très) sommaire
• confiance aux auteurs

• les banques expertisées (ex SwissProt)
• contenu contrôlé
• utilisation d'experts

• les banques mixtes (ex PIR)

• les banques à thèmes (ex IMGT)
• par organisme, famille de protéines
• qualité en fonction des auteurs

7
Une fiche de GenBank
LOCUS ATDAD1 570 bp mRNA
PLN 04-SEP-1997 DEFINITION A.thaliana
mRNA for DAD-1-like protein. ACCESSION
X95585 VERSION X95585.1 GI1184192 KEYWORDS
DAD-1. SOURCE thale cress. ORGANISM
Arabidopsis thaliana, Eukaryota Viridiplantae
... Arabidopsis. REFERENCE 1 (bases 1 to
570) AUTHORS Gallois,P., Makishima,T.,
Hecht,V., Despres,B., Laudie,M.,etc TITLE
An Arabidopsis thaliana cDNA complementing a
hamster mutant JOURNAL Plant J. 11 (6),
1325-1331 (1997) MEDLINE 97368857 REFERENCE
2 (bases 1 to 570) AUTHORS Cooke,R.M.
TITLE Direct Submission JOURNAL Submitted
(07-FEB-1996) R.M. Cooke, Universite de
Perpignan, LPBMP, UA565 CNRS, 52
Avenue de Villeneuve, 66860 Perpignan-CEDEX,
FRANCE FEATURES Location/Qualifiers
source 1..570
/organism"Arabidopsis thaliana"
/clone_lib"TAP0055" CDS 26..373
/codon_start1
/db_xref "SWISS-PROTQ39080 "
/product"DAD-1 homologue"
/translation"MVKSTSKDAQDLFRSLRSAYSATPTNLKIIDLYVVF
AVFTALIQ .." BASE COUNT
132 a 113 c 115 g 210 t ORIGIN
1 tttgtttgtt gttcttcgat tgaaaatggt
gaaatcgacg agtaaggatg ctcagga...
8
Les banques de séquences et autres banques
9
L'analyse d'une séquence anonyme

• y a-t-il déjà des séquences nucléotidiques
  identiques ou similaires?
• quelle protéine est codée par la séquence?
• que sait-on déjà sur les séquences similaires et
  dans quel(s) organisme(s)?
• où se trouve le gène sur le génome?
• la protéine comporte-t-elle des motifs qui
  donnent une idée de sa fonction et localisation?
• quelles informations peut-on obtenir de la
  comparaison avec les protéines similaires dans
  différents organismes (phylogénie)?
• y a-t-il des études fonctionnelles sur le gène?

10
A chaque question un/plusieurs logiciel(s)pour
obtenir une/plusieurs réponse(s)
Comparaison de séquences nt vs nt nt vs
aa motifs alignement multiple localisation ba
ses de données biblio
BLASTN BLASTX Prosite, Blocks, ... Clustal,
Multalin, ... Psort, Predotar, ... TAIR,
Maizedb, ... résultats BLAST, Entrez, Inist,
...
ARNm, gène protéine motifs fonctionnels conser
vation de séquences intra/extracellulaire (cp,
mit, membrane, ...) séquençage, carto, lignées,
... séquence, expression, biochimie,
physiologie, ...
11
L'informatique a des limites

• Les résultats des bioanalyses ne sont pas
  forcément des vérités biologiques
• Les analyses sont basées sur des modèles
  mathématiques et empruntent parfois des
  raccourcis
• Donc, les résultats sont (souvent) présentés sous
  forme d'une probabilité
• Il vous incombe, sur la base des résultats que
  vous obtenez, de vos connaissances et (souvent)
  de votre bon sens d'interpréter ces résultats
• Toute conclusion basée sur la bioanalyse doit
  être confirmée par d'autres expériences

12
(No Transcript)
13
Faire plus vite BLAST(Basic Local Alignment
Search Tool)
14
Comment mesurer la similitude?

• Nucléotides
• 4 bases possibles, une matrice simple
• G A T C
• G 1 -3 -3 -3
• A -3 1 -3 -3
• T -3 -3 1 -3
• C -3 -3 -3 1
• Protéines
• 20 acides aminés possibles
• certains peuvent en remplacer d'autres
• lesquels remplacent lesquels et avec quelle
  fréquence?
• création d'une matrice de substitution
• PAM (percent accepted mutation)

15
Les équivalences des acides aminés
16
La matrice PAM250
17
Qu'est-ce qui est significatif ?

• il est rare qu'une analyse en bioinformatique ne
  donne aucune réponse
• l'interprétation de certains résultats est
  évident
• d'autres sont plus mitigés
• chercher la confirmation
• un exemple un alignement de nucléotides .....

18

• et de protéines ....

19
(No Transcript)
20

• comparer avec d'autres protéines

21
Obtenir d'autres informations

• la biblio
• les motifs fonctionnels
• les prédictions de ciblage intra(extra)cellulaire
• les manips ...

22
http//gala.univ-perp.fr/cooke/newdea/