В предыдущем практикуме был выбран ряд бактерий класса Bacilli и для них было построено филогенетическое дерево. В настоящем практикуме для этих же бактерий будем строить дерево, используя последовательности РНК малой субъединицы рибосомы (16S rRNA).
Последовательности 16S рРНК я получила из базы полных геномов NCBI (файл с расширением frn). Далее, для всех бактерий положила все последовательности в единый файл в fasta-формате , отредактировав их названия.
Для выравнивания данных последовательностей использовался алгоритм Muscle в программе Jalview.
Далее программой MEGA, при помощи метода Maximum likelihood было построено филогенетическое дерево. Графическое представление на Рис.1.
Рис. 1. Филогенетическое дерево выбранных бактерий на основе различий в последовательностях 16S рРНК.
Сравним получившееся дерево с правильным (перейти на страницу с соотетствующим практикумом ). В настоящем случае присутствует нетривиальная ветвь {GEOKA,BACSU} vs {LACDA,ENTFA,BACAN,LISMO,STAES} и {GEOKA,BACAN,BACSU,STAES} vs {LACDA,ENTFA,LISMO}. Заметим, что 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}.
Что касается дерева, построенного на основе белков шаперонинов (перейти на страницу с соотетствующим практикумом ), то Jalview строит точно такое же дерево алгоритмом Neighbor-joining. Этим же алгоритмом, но уже программа строит похожее дерево, отличающееся только одной ветвью {GEOKA,BACAN} vs {LACDA,ENTFA,BACSU,LISMO,STAES}.
Сравним с деревьями, получившимися методом максимальной экономии при использовании внешней группы (Рис.2) и методом Neighbor-joining, используя бутстрэп-анализ (Рис.3). Деревья построены программой MEGA.
Рис. 2. Филогенетическое дерево выбранных бактерий на основе различий в последовательности шаперонинов. Построено методом максимальной экономии при использовании внешней группы.
Рис. 3. Филогенетическое дерево выбранных бактерий на основе различий в последовательности шаперонинов. Построено методом Neighbor-joining, используя бутстрэп-анализ.
Дерево, укорененное посредством использования внешней группы дает то же дерево, только с укоренением в тривиальную ветвь. Дерево с использованием бутстрэп-анализа имеет одну отличительную нетривиальную ветвь {STAES,BACSU} vs {LACDA,ENTFA,BACAN,LISMO,GEOKA}.
Были найдены в выбранных бактериях достоверные гомологи белка CLPX_BACSU . Для этого был проведен поиск программой blastp гомологов (с порогом на E-value 0,001) по протеомам отобранных вами бактерий (файл с протеомами бактерий). Выходной файл - нашелся 31 гомолог. Последовательности гомологов были выровнены программой Muscle. Далее по выравниванию было построено филогенетическое дерево в программе MEGA, с использованием алгоритма Neighbor-joining (Рис.4).
Рис. 4. Филогенетическое дерево выбранных бактерий на основе гомологов белка CLPX_BACSU. Красная рамка - пример ортологов, синяя - паралогов.
На данно м дереве указаны примеры ортологов (их разделение произошло в результате видообразования) и паралогов (в результате дупликации генов).
Вернуться к 4 семестру