อ่าน 2 นาที
ลำดับคอนเซนซัส
ใน ชีววิทยาโมเลกุล และ ชีวสารสนเทศ ลำดับ คอนเซนซัส (หรือ ลำดับแคนอนิก ) คือลำดับที่คำนวณได้ของสารตกค้างที่พบบ่อยที่สุด ไม่ว่าจะเป็น นิว คลีโอไทด์ หรือ กรดอะมิโน...
ลำดับคอนเซนซัส
ในชีววิทยาโมเลกุลและชีวสารสนเทศลำดับคอนเซนซัส (หรือลำดับแคนอนิก ) คือลำดับที่คำนวณได้ของสารตกค้างที่พบบ่อยที่สุด ไม่ว่าจะเป็น นิว คลีโอไทด์หรือกรดอะมิโนที่พบในแต่ละตำแหน่งในการจัดเรียงลำดับซึ่งแสดงถึงผลลัพธ์ของการจัดเรียงลำดับ หลายลำดับ ที่เปรียบเทียบลำดับที่เกี่ยวข้องกันและ คำนวณ โมทีฟลำดับ ที่คล้ายคลึงกัน ข้อมูลดังกล่าวมีความสำคัญเมื่อพิจารณาเอนไซม์ที่ขึ้นอยู่กับลำดับ เช่นRNA polymerase [ 1 ]
เพื่อแก้ไขข้อจำกัดของลำดับคอนเซนซัส ซึ่งลดความแปรปรวนเหลือเพียงสารตกค้างเดียวต่อตำแหน่งโลโก้ลำดับจึงนำเสนอการแสดงภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของลำดับที่จัดเรียง โลโก้แสดงแต่ละตำแหน่งเป็นกองตัวอักษร ( นิวคลีโอไทด์หรือกรดอะมิโน ) โดยความสูงของตัวอักษรจะสอดคล้องกับความถี่ในการจัดเรียง และความสูงรวมของกองจะสะท้อนถึง ปริมาณ ข้อมูล (วัดเป็นบิต ) สารตกค้างที่มีความถี่สูงสุดจะปรากฏอยู่ด้านบนสุดของกอง ซึ่งช่วยรักษาคอนเซนซัสไว้ ในขณะเดียวกันก็เผยให้เห็นรูปแบบที่ละเอียดอ่อน เช่น สารตกค้างที่มีความสำคัญต่อการทำงานแต่มีความถี่น้อยกว่า (เช่นรหัส เริ่มต้นทางเลือก หรือ ตำแหน่งการจับ ของปัจจัยการถอดรหัส ) [ 2 ]

ความสำคัญทางชีววิทยา
ตำแหน่งการจับของโปรตีน ซึ่งแสดงด้วยลำดับคอนเซนซัส อาจเป็นลำดับนิวคลีโอไทด์ สั้นๆ ที่พบหลายครั้งในจีโนมและเชื่อว่ามีบทบาทเดียวกันในตำแหน่งต่างๆ ตัวอย่างเช่นปัจจัยการถอดรหัส จำนวนมาก จดจำรูปแบบเฉพาะในโปรโมเตอร์ของยีนที่พวกมันควบคุม ในทำนองเดียวกันเอนไซม์ตัดจำเพาะมักมี ลำดับคอนเซนซัสแบบ พาลินโดรมซึ่งมักตรงกับตำแหน่งที่พวกมันตัดดีเอ็นเอทรานสโพซอนทำงานในลักษณะเดียวกันในการระบุลำดับเป้าหมายสำหรับการเคลื่อนย้าย สุดท้ายนี้ ตำแหน่งการเชื่อมต่อ (ลำดับที่อยู่รอบๆ ขอบเขตของ เอ็กซอนและอินตรอน ) ก็สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นลำดับคอนเซนซัส เช่นกัน
ดังนั้นลำดับคอนเซนซัสจึงเป็นแบบจำลองสำหรับตำแหน่งการจับ DNA ที่คาดการณ์ไว้ โดยได้มาจากการจัดเรียงตัวอย่างที่รู้จักทั้งหมดของตำแหน่งการจดจำบางอย่าง และกำหนดเป็นลำดับในอุดมคติที่แสดงถึงเบสที่เด่นที่สุดในแต่ละตำแหน่ง ตัวอย่างจริงทั้งหมดไม่ควรแตกต่างจากคอนเซนซัสเกินกว่าการแทนที่เพียงไม่กี่ครั้ง แต่การนับความไม่ตรงกันในลักษณะนี้อาจนำไปสู่ความไม่สอดคล้องกัน[ 3 ]
การกลายพันธุ์ใดๆ ที่ทำให้ลำดับนิวคลีโอไทด์ที่กลายพันธุ์ในลำดับโปรโมเตอร์หลักมีลักษณะคล้ายกับลำดับคอนเซนซัสมากขึ้น เรียกว่า การ กลาย พันธุ์แบบอัพ (up mutation ) การกลายพันธุ์ชนิดนี้โดยทั่วไปจะทำให้โปรโมเตอร์แข็งแรงขึ้น ดังนั้นเอนไซม์ RNA polymerase จึงจับกับ DNA ที่ต้องการถอดรหัสได้แน่นขึ้น และการถอดรหัสก็จะเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม การกลายพันธุ์ที่ทำลายลำดับนิวคลีโอไทด์ที่อนุรักษ์ไว้ในลำดับคอนเซนซัส เรียกว่าการกลายพันธุ์แบบดาวน์ (down mutation ) การกลายพันธุ์ประเภทนี้จะลดการถอดรหัสลง เนื่องจากเอนไซม์ RNA polymerase ไม่สามารถจับกับลำดับโปรโมเตอร์หลักได้แน่นเท่าเดิมอีกต่อไป
การวิเคราะห์ลำดับ
การพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับการจดจำรูปแบบเป็นหัวข้อสำคัญในพันธุศาสตร์ชีววิทยาโมเลกุลและชีวสารสนเทศลำดับโมทีฟเฉพาะสามารถทำหน้าที่เป็นลำดับควบคุมการสังเคราะห์ทางชีวภาพ หรือเป็นลำดับสัญญาณที่นำโมเลกุลไปยังตำแหน่งเฉพาะภายในเซลล์ หรือควบคุมการเจริญเติบโตของโมเลกุลนั้น เนื่องจากหน้าที่ควบคุมของลำดับเหล่านี้มีความสำคัญ จึงเชื่อกันว่าลำดับเหล่านี้ได้รับการอนุรักษ์ไว้ตลอดช่วงเวลาวิวัฒนาการ อันยาวนาน ในบางกรณี ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการสามารถประเมินได้จากปริมาณการอนุรักษ์ของตำแหน่งเหล่านี้
สัญกรณ์
ลำดับโมทีฟที่อนุรักษ์ไว้เรียกว่าลำดับคอนเซนซัสซึ่งแสดงให้เห็นว่ากรดอะมิโนใดบ้างที่คงที่และกรดอะมิโนใดบ้างที่แปรผันได้ พิจารณาตัวอย่าง ลำดับ ดีเอ็นเอ ต่อไปนี้ :
- เอ[ซีที]เอ็น{เอ}วายอาร์
ในสัญลักษณ์ นี้ A หมายถึง A จะพบได้เสมอในตำแหน่งนั้น [CT] หมายถึง C หรือ T N หมายถึงเบสใดๆ และ {A} หมายถึงเบสใดๆ ยกเว้น A Y แทนไพริมิดีน ใดๆ และ R แทนพิวรีน ใดๆ ในตัวอย่างนี้ สัญลักษณ์ [CT] ไม่ได้บ่งบอกถึงความถี่สัมพัทธ์ของ C หรือ T ที่เกิดขึ้นในตำแหน่งนั้น และไม่สามารถเขียนเป็นลำดับคอนเซนซัสเดียวได้ เช่น ACNCCA วิธีการอื่นในการแสดงลำดับคอนเซนซัสคือการใช้โลโก้ลำดับซึ่งเป็นการแสดงลำดับคอนเซนซัสในรูปแบบกราฟิก โดยขนาดของสัญลักษณ์จะสัมพันธ์กับความถี่ที่นิวคลีโอไทด์ (หรือกรดอะมิโน) ที่กำหนดเกิดขึ้นในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ในโลโก้ลำดับ ยิ่งสารตกค้างมีการอนุรักษ์มากเท่าใด สัญลักษณ์สำหรับสารตกค้างนั้นก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น และยิ่งพบน้อยเท่าใด สัญลักษณ์ก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น สามารถสร้างโลโก้ลำดับโดยใช้WebLogoหรือใช้Gestalt Workbenchซึ่งเป็นเครื่องมือแสดงภาพสาธารณะที่เขียนโดย Gustavo Glusman ที่Institute for Systems Biology [ 3 ]
ซอฟต์แวร์
เครื่องมือทางชีวสารสนเทศสามารถคำนวณและแสดงภาพลำดับคอนเซนซัสได้ ตัวอย่างของเครื่องมือเหล่านี้ได้แก่ JalViewและUGENE
ดูเพิ่มเติม
- ตารางคะแนนเฉพาะตำแหน่ง
- นิพจน์ปกติ — หมายถึงลำดับของสัญลักษณ์หลายลำดับในทฤษฎีภาษาเชิงรูปธรรม
- ลำดับโมทีฟ
- โลโก้ลำดับ
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ลำดับคอนเซนซัส
ใน ชีววิทยาโมเลกุล และ ชีวสารสนเทศ ลำดับ คอนเซนซัส (หรือ ลำดับแคนอนิก ) คือลำดับที่คำนวณได้ของสารตกค้างที่พบบ่อยที่สุด ไม่ว่าจะเป็น นิว คลีโอไทด์ หรือ กรดอะมิโน...
ความสำคัญทางชีววิทยา
ตำแหน่งการจับของโปรตีน ซึ่งแสดงด้วยลำดับคอนเซนซัส อาจเป็นลำดับนิว คลีโอไทด์ สั้นๆ ที่พบหลายครั้งใน จีโนม และเชื่อว่ามีบทบาทเดียวกันในตำแหน่งต่างๆ ตัวอย่างเช่น ปัจจัยการถอดรหัส จำนวนมาก จดจำรูปแบบเฉพาะใน โปรโมเตอร์ ของ ยีน ที่พวกมันควบคุม ในทำนองเดียวกัน...
การวิเคราะห์ลำดับ
การพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับ การจดจำรูปแบบ เป็นหัวข้อสำคัญใน พันธุศาสตร์ ชีววิทยา โมเลกุล และ ชีวสารสนเทศ ลำดับโมทีฟ เฉพาะสามารถทำหน้าที่เป็น ลำดับ ควบคุมการสังเคราะห์ทางชีวภาพ หรือเป็น ลำดับสัญญาณ ที่นำโมเลกุลไปยังตำแหน่งเฉพาะภายในเซลล์...
สัญกรณ์
ลำดับโมทีฟที่อนุรักษ์ไว้เรียกว่า ลำดับคอนเซนซัส ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากรดอะมิโนใดบ้างที่คงที่และกรดอะมิโนใดบ้างที่แปรผันได้ พิจารณาตัวอย่าง ลำดับ ดีเอ็นเอ ต่อไปนี้ :