Основываясь на этом выравнивании постараемся найти как можно больше диагностических позиций выравнивания, то есть таких, по которым можно судить о том, относится ли та или иная последовательность выравнивания к некоторому таксону. Нетривиальные ветви филогенетического дерева отделяют некоторые таксоны, такие как порядки Lactobacillales и Bacillales, род Bacillus, семейство Bacillaceae (подробнее в прошлом практикуме).

       Для начала обсудим такие диагностические позиции для класса Bacilli в целом (Рис.1). Выравнивание получилось достоверным: очень много консервативных позиций, гэпов не встречается. У всех встречается один и тот же мотив: AAGGF (позиции - 175-179). Если аминокислоты глицин и аланин встречаются достаточно часто, то встретить у всех бактерий фенилаланин не такая большая вероятность. Кроме того встречаются и менее короткие мотивы: SGE (позиция 140-142), SEQ (позиция 154-156). Все это можно предложить в качестве диагностических позиций для класса Bacilli.

        Рассмотрим выравнивание для порядка Lactobacillales (Рис.2). Последовательности очень похожи: KDLGLK(124-129), PIVSGEI(137-143), CDCSKEK(241-247), MIDEDHGAE(263-2710). Мне кажется, это достаточно длинные участки и по ним можно сказать, что это диагностические позиции для данного порядка.

Рис.2. Множественное выравнивание шаперонинов для бактерий порядка Lactobacillales. Рисунок получен с помощью программы Jalview, раскраска Clustalx, консервативность 70%.

       В порядок Bacillales попало 5 бактерий (Рис.3). В этом множественном выравнивании много встречающихся мотивов, но самый наибольший - PSSVGVGVLVNPD(158-170). Этот фрагмент может служить диагностической позицией.

Рис.3. Множественное выравнивание шаперонинов для бактерий порядока Bacillales. Рисунок получен с помощью программы Jalview, раскраска Clustalx, консервативность 70%.

       Рассмотрим выравнивание для семейства Bacillaceae. По выравниванию сразу можно определить, что первая бактерия Geobacillus kaustophilus далека от послених двух бактерий, относящихся к одному роду Bacillus, но все же у всех трех последовательностей есть одинаковые фрагменты: DYLVKALA (3-11), TASAALGR (39-46), PSSVGVGVLVN (158-168). Все остальные повторы меньшей длины.

Рис.4. Множественное выравнивание шаперонинов для бактерий семейства Bacillaceae. Рисунок получен с помощью программы Jalview, раскраска Clustalx, консервативность 70%.

       На Рис.5 приведено выравнивание для рода Bacillus. Помимо тех консервативных позиций, что были указаны чуть выше, можно выделить только - GAMLKGD(56-62), IVSGELG (138-144), ILAAGGFI (173-180), но дажи эти мотивы почти в таком же аминокислотном составе встречаются и в предыдущем выравнивании для семейства Bacillaceae.

Рис.5. Множественное выравнивание шаперонинов для бактерий рода Bacillus. Рисунок получен с помощью программы Jalview, раскраска Clustalx, консервативность 70%.

       Конечно нельзя судить о диагностических позициях при таком малом количестве бактерий, но даже тут можно выделить консервативные участки, причем чем дальше располагаются организмы, тем меньше длины этих участков.

        При построении филогенетического дерева на основе сравнения последовательностей белковых шаперонинов использовался алгоритм Neighbor-joining, основанный на построении матрицы расстояний. Сравним два дерева, полученные программой JalView (более примитивный) и MEGA (более точный), представленных на Рис.6 и 7 соответственно.

Рис. 6. Филогенетическое дерево на основе сравнения последовательностей белковых шаперонинов выбранных бактерий. Получено с помощью программы JalView.

Рис. 7. Филогенетическое дерево на основе сравнения последовательностей белковых шаперонинов выбранных бактерий. Получено с помощью программы MEGA.

        Деревья получились различны. В первом случае присутствует нетривиальная ветвь {GEOKA,BACSU} vs {LACDA,ENTFA,BACAN,LISMO,STAES}, во втором случае ветвь {GEOKA,BACAN} vs {LACDA,ENTFA,BACSU,LISMO,STAES}. И в том и в другом случае присутствует нетривиальная ветвь {GEOKA,BACAN,BACSU,STAES} vs {LACDA,ENTFA,LISMO}. Заметим, что ни то, ни то дерево не похоже на настоящее дерево видов, которое имеет ветви {BACAN,BACSU} vs {LACDA,ENTFA,GEOKA,LISMO,STAES} и {GEOKA,BACAN,BACSU,LISMO} vs {LACDA,ENTFA,STAES}.

Вернуться к 4 семестру