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European Learning Laboratory for the Life Sciences

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Partie 3 : Analyses phylogénétiques des alignements de séquences de protéines

Aperçu

Dans cette partie de l’activité, nous allons construire un arbre phylogénétique des 24 protéines de l’opsine. Pour y arriver, nous devons premièrement retirer les résidus d’acides aminés non conservés que nous avons identifiés dans l’alignement de séquences multiples de l’activité de la Partie 2.

Votre tâche

Procédez de la manière suivante :

1. Modifiez l’alignement des séquences multiples de la Partie 2 afin de retirer les résidus non conservés.

i. Retournez à la fenêtre JalView où se trouve l’alignement des séquences multiples de la Partie 2.

ii. Dans JalView, supprimez tout espace ou résidu qui apparaissent comme non conservés, en sélectionnant la zone située dans la partie la plus élevée du segment de résidu désigné à l’aide du curseur (une case rouge avec le dessus rouge solide apparaîtra) et en appuyant sur la touche d’effacement arrière de votre clavier.

iii. Enregistrez le segment modifié en tant que fichier FASTA : Fichier > Sortie pour la boîte de texte > FASTA. Ouvrez un nouveau document texte sur le bureau de votre ordinateur en effectuant un clic droit sur votre bureau : Nouveau > Document texte. Copiez et collez les données de la séquence à partir de la fenêtre ouverte vers le document de texte puis laissez le document texte ouvert pour une utilisation ultérieure.

Note : le fait de ne pas modifier ou enregistrer les séquences n’aura pas vraiment d’incidence sur l’objectif de cet exercice. Dans cet exercice nous avons sélectionné les séquences de manière à ce qu’elles produisent un bel arbre phylogénétique sans avoir à effectuer d’importantes modifications. (Veuillez noter cependant que dans un contexte réel, il faut toujours modifier et retirer les régions non-alignées avant de créer un arbre phylogénétique !)

2. Pour créer un fichier d’arbre phylogénétique des séquences qui ont été modifiées, il faut d’abord modifier l’alignement dans MUSCLE (format de sortie “ClustalW”). Pour ce faire, allez à l’onglet “MUSCLE” et suivez les instructions.

3. Essayez de répondre à quelques-unes des questions de la tâche.

MUSCLE

1. Pour créer un arbre phylogénétique des séquences qui ont été modifiées, copiez les données FASTA des alignements que vous avez modifiés dans la zone d’entrée dans MUSCLE (avant d’appuyer sur le bouton “Envoyer”, assurez-vous d’avoir sélectionné “ClustalW” comme format de sortie).

2. Sur la page des résultats, cliquez sur “Envoyer vers ClustalW_Phylogénie” puis, sur la page ClustalW phylogénie, et sélectionnez les éléments suivants :
“Format d’arbre” : par défaut; “Correction de distance” : ACTIVÉE; “Exclure les brèches”: ACTIVÉ (Cette étape est la plus importante. En modifiant vos séquences, les brèches non-alignées seront retirées. Cependant, si jamais vous avez laissé des brèches dans l’alignement, le fait de choisir cette option fera en sorte que l’algorithme fonctionnera seulement avec les positions de séquences qui ne contiennent aucune brèche); “Méthode de groupement” : UPGMA; “P.I.M.”: ACTIVÉ

3. Cliquez sur “Envoyer”.

4. Au bas de la fenêtre des résultats, sous “Phylogramme”, vous trouverez une image de votre arbre phylogénétique. Vous pouvez choisir l’option de longueur de branche “Réelle” pour voir à quelle vitesse vos séquences ont évolué. Cependant, pour la prochaine partie de l’activité, l’affichage en mode “cladogramme” sera plus pratique. En regardant la structure de l’arbre, essayez de répondre à quelques-unes des questions de la tâche.

Questions

1. Jetez un coup d’oeil à la structure de l’arbre. Vous devriez voir une séquence qui forme un groupe externe par rapport à tous les autres. Quelle est cette séquence ? Et pourquoi croyez-vous qu’il s’agit précisément de cette séquence ?
2. Le reste de l’arbre sépare les séquences en deux groupes principaux. Est-ce que cette séparation reflète aussi généralement les relations évolutives entre les espèces ? Voyez-vous certaines exceptions ?

Vous pouvez analyser plus en détail l’évolution de l’opsine en complétant un court exercice facultatif (voir l’onglet “Tâche facultative”) ou en allant à la 4e partie de l’activité en cliquant sur le lien ci-dessous.

Tâche facultative

Analyse plus approfondie des alignements de séquences multiples

Jusqu’à maintenant nous avons réussi à construire un arbre phylogénétique des opsines. Dans cette partie de l’activité, nous utiliserons des alignements de séquences multiples pour effectuer une analyse plus approfondie des opsines.

Votre tâche

Retournez à la section des alignements de séquences multiples sur JalView, puis à partir des connaissances que vous avez acquises de l’analyse phylogénétique de la Partie 3, regroupez les séquences en fonction des regroupements que vous avez remarqués dans l’arbre, à la partie 3 (affichage en mode “Cladogramme”). Les séquences peuvent être déplacées en cliquant sur le nom de chacune d’entres elles et en utilisant les flèches de déplacement vers le haut ou vers le bas. Note : pour votre analyse, ne tenez pas compte de la séquence Danio_mel_rec1A située au haut et au bas de l’alignement ou retirez-la complètement de JalView (vous pouvez la retirer en cliquant sur le nom de la séquence et en appuyant sur la touche d’effacement arrière de votre clavier).

Questions

1. Dans les récepteurs couplés à la protéine G, la présence d’un motif de tripeptide immédiatement à la suite d’un domaine transmembranaire VII (le dernier) est importante pour permettre une liaison G-alpha. Pouvez-vous trouver un groupe tripeptide qui reflète aussi le regroupement des séquences ?
2. Pour quelle raison croyez-vous que ce groupe tripeptide est aussi bien conservé ?

Navigation d‘activité

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