3. 다중배열 (multiple alignment)
Blast 검색에서는 query 서열과 유사성을 가진 서열 간의 관계 만을 보여준다. 소위 짝배열 (pairwiase alignment) 만을 보여주는 것이다. 다중배열이란 여러개의 단백질 또는 핵산 서열들의 유사성을 비교하여 배열하는 것을 가리킨다. 이 방법은 Blast 검색을 통해 얻어진 많은 유사서열들을 서로 비교함으로써 어떤 연관이 있는지를 알 수 있게 해준다.
다중배열에 가장 많이 사용되는 프로그램은 ClustalW이다. 이것은 웹사이트를 통해 수행할 수도 있고, 프로그램을 다운받아 개인 컴퓨터에서도 사용할 수 있다. ClustalW에서는 우선 모든 서열들을 두 개씩 배열하는 짝배열을 실시하고, 그 결과를 토대로 dendrogram을 구성한다. 이것을 토대로 최종적으로 다중배열을 실시하여 그 결과를 보여준다.
이 실험에서는 ClustalW 프로그램을 사용하여 다중배열을 실시하고, 그 결과를 보다 잘 보여줄 수 있는 프로그램인 GeneDoc 프로그램을 사용하는 방법에 대하여 배운다.
3-1. ClustalW 프로그램 (download)
이 프로그램을 다운받아 PC에 저장한 후 프로그램을 풀어 인스톨시킨다.
(ClustalX는 윈도우용이고, ClustalW는 도스용이다)
이 프로그램을 사용하기 위해서는 비교하고자 하는 서열들이 Fasta format으로 하나의 txt 파일에 저장되어 있어야만 한다.
프로그램을 열고 File menu를 클릭한 후 Load sequences를 선택한다.
저장된 서열 파일을 지정하여 올린다.
Alignment menu에서 Do complete alignment를 실행한다.
그러면 프로그램이 수행되면서 지정된 txt 파일과 일치하는 이름을 가진 2가지 다른 종류의 확장명을 가진 파일들 (***.aln, ***dnd)이 만들어지고, 동시에 화면에는 배열된 서열들이 전개된다. 이것들을 보고 그 내용을 분석할 수도 있지만 (이에 관한 자세한 내용은 Help menu를 참조할 것), 다른 프로그램을 통해 보다 잘 이해할 수 있다. (보기: SR.txt, SR.aln, SR.dnd)
이 프로그램에서 몇가지 변수들을 바꿈으로서 원하는 배열로 변화시킬 수 있지만 보통은 주어진 설정값으로도 무난하다. 몇가지 기본적인 의미들을 알고 싶으면 도움말을 번역한 자료를 참조하거나, Help menu를 참조하라.
웹에서의 다중배열: 이러한 다중배열은 웹에서도 실행할 수 있다. 여러 곳이 있지만 일본 GenomeNet를 이용해보자. 메뉴 상단의 CLUSTALW를 클릭하면 원하는 화면이 열린다. 주어진 창에 저장된 서열들을 복사하여 붙인 후 DNA 인지 protein 인지를 구분한 후 Execute multiple alignment를 누른다. 잠시후 결과가 보여진다. 각 서열간의 상동성의 정도를 %값으로 알 수 있으며, 배열된 부분만을 복사한 후 txt 파일로 저장하고 확장명을 aln으로 바꾸면 ClustalX나 GeneDoc에서 열어볼 수 있다.
3-2. GeneDoc 프로그램 (download)
GeneDoc에 대한 보다 자세한 내용은 홈페이지를 참조하라 (GeneDoc homepage).
GeneDoc 방을 만들어 파일을 다운받은 후 더블클릭하면 자동으로 풀려져 많은 파일들이 생긴다. 이들 중 실행파일 (genedoc.exe)을 클릭하면 프로그램이 열린다.
File menu에서 Import를 누르면 Import type 창이 열린다. 여기서 Type of File을 Clustal(Aln)으로 선택하고 Import을 누른다. 새로 열린 창에서 ClustalW에서 만들어진 ***.aln 이 저장된 방으로 찾아가 원하는 파일을 선택한 후 Done을 누르면 원래의 화면에 서열들이 전개된다.
전개된 서열들은 4단계로 상동성의 정도가 구분되어 있다. 검은 바탕은 가장 잘 보존된 것들이고, 옅어질수록 낮은 수준이다. 서열들을 자세히 살펴보면 잘 보존된 것들과 그렇지 않은 것들이 보다 자세히 눈에 들어오는 것을 느낄 수 있다.
이것을 좀더 잘 볼 수 있도록 변화시키는데는 Help menu를 이용한 공부가 필요하다.
가장 기본적인 조작으로 Project meu에서 Configure를 선택하면 새로운 창이 열리면서 화면에 전개된 내용들을 바꿀 수 있는 변수들을 조작할 수 있다.
화면에 전개된 내용을 복사하여 워드 프로그램으로 옮길 수도 있다. Edit menu에서 Select Blocks for copy를 누른 후 전개된 서열을 클릭하면 검은 바탕의 화면으로 변환된다. 계속 아래로 내려가면서 클릭하면 전체 서열을 선택할 수 있다. 다시 Edit menu에서 Copy selected blocks to를 눌러 원하는 type을 고른 후 (type 마다 해상도에 약간의 차이가 있다) 옮기고자 하는 워드 파일에서 붙이기를 실행하면 된다.
마지막으로 완성된 파일을 저장한다.