Toutorial: “cry” in Drosophila e omologhi in mammiferi

Francesco De Carli – 591955 BIM
Toutorial: “cry” in Drosophila e omologhi in mammiferi
Ricerca in FlyBase del gene “cry” di Drosophila e degli omologhi in mammiferi tramite HomoloGene
1. Utilizzando FlyBase, un Database specializzato per Drosophila, si ricavano importanti informazioni
riguardo il gene in analisi:
a. cry corrisponde al gene, anche conosciuto come dCRY o DmCRY. Evidenze sperimentali
dimostrano che tale gene (codificante per la rispettiva proteina) ha diverse funzioni
molecolari: attività fotorecettrice (soprattutto luce blu), legame con FAD, interazioni
proteiche, attività come repressore trascrizionale. Esso interviene in diversi processi
biologici e presenta 51 varianti alleliche.
b.
cry si localizza sul cromosoma 3R (3R:15,037,915..15,041,166 [+]) in D. melanogaster.
Tramite una ricerca in Entrez Gene (o sullo stesso FlyBase) possiamo poi ricavare ulteriori
informazioni utili (come ad esempio la lunghezza totale: 3,252 bp) e farci una prima idea
della composizione in esoni/introni del gene.
Francesco De Carli – 591955 BIM
c. cry presenta molti ortologhi, sia in altre specie di Drosophila che in altri eucarioti (per il
dettagli di omologia sui mammiferi si rimanda al punto successivo).
Ortologhi in Drosophila
Ortologhi in altri eucarioti
2. La ricerca del gene cry in HomoloGene dà come risultato una serie di geni omologhi.
a. Per la ricerca nel Database occorre inserire il nome del gene (in questo caso bisogna fare
attenzione a non inserire semplicemente “cry” in quanto tale parola identifica non solo il
gene cryptochrome (“cry” in FlyBase), ma anche il gene cristallin (“Cry” in FlyBase) e
limitare la ricerca agli omologhi del genere Drosophila nel campo ricerca.
b. I risultati ottenuti presentano in totale 7 geni omologhi: 5 nella categoria Eukaryota
(dominio) e 2 appartanenti alla categoria Diptera (ordine appartenente alla classe degli
insetti). Notiamo che oltre al nostro gene cry in Drosophila melanogaster è stato trovato
anche un omologo appartenente a sempre a D. melanogaster (phr6-4): tale gene sarà
quindi un paralogo.
phr6-4 ha funzioni molto simili a cry e sempre tramite una ricerca in FlyBase apprendiamo
che si tratta di un gene collocato sul cromosoma 2L in Drosophila e codifica per una
fotoliasi. Sono attualmente note 3 varianti alleliche.
Come si nota non sono stati trovati omologhi in mammifero.
Francesco De Carli – 591955 BIM
phr6-4
cry
3. È anche possibile effettuare la costruzione di alberi filogenetici per i geni in questione. In tal modo
riusciamo a capire non solo l’ordine con il quale si sono evoluti i geni, ma anche le distanze relative
tra di essi (divergenza evolutiva).
a. Innanzitutto scarichiamo le sequenze in formato multi fasta da HomoloGene:
b. Effettuiamo poi un allineamento multiplo con ClustalW per entrambi i gruppi (nell’esempio
è riportato solo il primo visto che per il secondo si ha un procedimento analogo):
Francesco De Carli – 591955 BIM
c. I risultati ottenuti possono essere visualizzati in Jalview. Tramite lo stesso programma è
possibile anche creare un albero filogenetico con le distanze relative (in questo caso è stato
usato un algoritmo di clustering per crearlo: Neighbour Joining):
phr6-4
d. È di seguito riportato l’albero ottenuto mettendo insieme i 2 gruppi (utilizzando un unico
multi fasta). Lo scopo è quello di avere un’idea globale della divergenza tra le sequenze:
phr6-4
cry