Реконструкция филогенетических деревьев
1.
Пользуясь таксономическим сервисом NCBI, определила, к
каким таксонам относятся отобранные, в прошлом практикуме, бактерии.
| Название |
Таксоны |
Вид
Bacillus subtilis |
Тип
firmicutes |
Вид
Clostridium tetani |
Тип
firmicutes |
Вид
Finegoldia magna |
Тип
firmicutes |
Вид
Lactobacillus delbrueckii |
Тип
firmicutes |
Вид
Listeria monocytogenes |
Тип
firmicutes |
Вид
Staphylococcus epidermidis |
Тип
firmicutes |
Вид
Streptococcus pneumoniae |
Тип
firmicutes |
Тип firmicutes (фирмикуты):
Бактерии, представители которых характеризуются низким процентом
G+C пар и строением клеточной стенки, характерным для грамположительных бактерий.
Pазмножаются в основном бинарным делением. Некоторые образуют эндоспоры.
У других споры на гифах или в спорангиях. Перемещаются с помощью жгутиков. Большинство неподвижны.
В состав отдела входят аэробные, анаэробные, факультативно анаэробные формы.
Информация взята из разных сайтов в интернете.
Также добрый NCBI составил мне такое дерево:
Firmicute
+ Bacilli
+ + Lactobacillales
+ + + Lactobacillaceae
+ + + + Lactobacillus delbrueckii
+ + + Streptococcaceae
+ + + + Streptococcus pneumoniae
+ + Bacillales
+ + + Listeriaceae
+ + + + Listeria monocytogenes
+ + + Bacillaceae
+ + + + Bacillus subtilis
+ + + Staphylococcaceae
+ + + + Staphylococcus epidermidis
+ Clostridia
+ + Clostridiales
+ + + Clostridiaceae
+ + + + Clostridium tetani
+ + + Clostridiales incertae sedis
+ + + + Finegoldia magna
-----------------------------------
Из дерева, сделанного NCBI, видно, что:
I) Данная ветвь выделяет класс Clostridia и порядок Clostridiales.
II) Даннная ветвь выделяет класс Bacilli
.jpg)
Также эта ветвь выделяет два порядка:
a) Порядок Lactobacillales
.jpg)
b) Порядок Bacillales
.jpg)
2.
Из списка функций в задании, выбрала функцию: фактор элонгации трансляции Ts (EFTS).
Получила из Swiss-Prot последовательности белков с данной функцией с помощью команды seqret sw:efts_bacsu для каждой последовательности.
Файл в fasta формате для BACSU.
Файл в fasta формате для CLOTE.
Файл в fasta формате для FINM2.
Файл в fasta формате для LACDA.
Файл в fasta формате для LISMO.
Файл в fasta формате для STAES.
Файл в fasta формате для STRPN.
С помощью команды cat объединила все последовательности в один файл.
Далее с помощью команды muscle -in all_efts.fasta -out alignment_all_efts.fasta создала
файл с варавниванием.
Сам файл в fasta формате.
После импортировала файл в JalView.
Файл в формaте jar.
4.
Реконструировала филогенетическое дерево четырьмя методами, доступными из JalView:
A. Average distance using % indentity
Правильное дерево:
.png)
Наблюдения:
Реконструированное дерево сильно отличается от правильного.
В правильном дереве мы видим сначала ветвь {CLOTE,FINM2} против {LACDA,STRPN,BACSU,LISMO,STAES}, в
реконструированном же {STRPN,LACDA} против {CLOTE,FINM2,STAES,BACSU,LISMO}. Далее в правильном дереве
идет разветвление на {STRPN,LACDA} и {BACSU,LISMO,STAES}, а в реконструированном на
{CLOTE} и {FINM2,STAES,BACSU,LISMO}. И ещё одно разветвление в правильном дереве это {BACSU,LISMO}
и {STAES}, а в реконструированном же дереве ещё два разветвления: 1) {FINM2,STAES,BACSU} и {LISMO};
2) {FINM2,STAES} и {BACSU}.
Таким образом можно сделать такой вывод о ветвях:
Единственная совпадающая нетривиальная ветвь у этих двух деревьев: {LACDA,STRPN} против
{CLOTE,FINM2,BACSU,LISMO,STAES}. И то, не совпадает порядок ветвей и названий.
В реконструированном дереве образовалось три новых ветви:
1) {STRPN,LACDA,CLOTE} против {FINM2,STAES,BACSU,LISMO};
2) {FINM2,STAES} против {STRPN,LACDA,CLOTE,BACSU,LISMO};
3) {FINM2,STAES,BACSU} против {STRPN,LACDA,CLOTE,LISMO}.
Отсюда следует, что три ветви правильного дерева утеряны:
1) {CLOTE,FINM2} против {LACDA,STRPN,BACSU,LISMO,STAES};
2) {BACSU,LISMO} против {STAES,CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN};
3) {BACSU,LISMO,STAES} против {CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN}.
B. Average distance using BLOSUM62
Правильное дерево:
Наблюдения:
Данное реконструированное дерево, как можно заметить, чуть ближе к истине, как минимум потому, что
уже две его нетривиальные ветви схожи с правильным деревом.
Правда опять же не совпадает порядок ветвей и названий.
Похожие ветви:
1) {LACDA,STRPN} против {CLOTE,FINM2,BACSU,LISMO,STAES};
2) {BACSU,LISMO,STAES} против {CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN}.
В реконструированном дереве образовались две новые ветви:
1) {STRPN,LACDA,FINM2} против {CLOTE,STAES,BACSU,LISMO};
2) {STAES,BACSU} против {CLOTE,LISMO,STRPN,LACDA,FINM2}.
Отсюда следует, что две ветви правильного дерева утеряны:
1) {CLOTE,FINM2} против {LACDA,STRPN,BACSU,LISMO,STAES};
2) {BACSU,LISMO} против {STAES,CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN}.
C. Neighbour joinig using % identity
Правильное дерево:
Наблюдения:
Это реконструированное дерево ещё ближе к правильному, как минимум потому, что у данного дерева
уже три нетривиальные ветви схожи с правильным деревом. И да, снова не совпадает порядок, ни
названий, ни ветвей.
Похожие ветви:
1) {LACDA,STRPN} против {CLOTE,FINM2,BACSU,LISMO,STAES};
2) {FINM2,CLOTE} против {BACSU,STAES,STRPN,LACDA,LISMO};
3) {BACSU,LISMO,STAES} против {CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN}.
В реконструированном дереве образовалась новая ветвь:
1) {STAES,FINM2,CLOTE} против {BACSU,STRPN,LACDA,LISMO};
Отсюда следует, что одна ветвь правильного дерева утеряна:
1) {CLOTE,FINM2} против {LACDA,STRPN,BACSU,LISMO,STAES};
D. Neighbour joinig using BLOSUM62
Правильное дерево:
Наблюдения:
И последнее реконструированное дерево, которое весьма похоже на дерево B.Average distance using
BLOSUM62 (имеет с ним три общие нетривиальные ветви), имеет две схожие ветви с правильным деревом (также
как и дерево В).
Похожие ветви:
1) {LACDA,STRPN} против {CLOTE,FINM2,BACSU,LISMO,STAES};
2) {BACSU,LISMO,STAES} против {CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN}.
В реконструированном дереве образовались две новые ветви:
1) {STRPN,LACDA,CLOTE} против {FINM2,STAES,BACSU,LISMO};
2) {STAES,BACSU} против {CLOTE,LISMO,STRPN,LACDA,FINM2}.
Отсюда следует, что две ветви правильного дерева утеряны:
1) {CLOTE,FINM2} против {LACDA,STRPN,BACSU,LISMO,STAES};
2) {BACSU,LISMO} против {STAES,CLOTE,FINM2,LACDA,STRPN}.
5.
Реконструированное дерево методом "Maximum Parsimony".
.png)
Дерево получилось полностью идентичное правильному (не считая перестановки ветви с листьями CLOTE и FINM2).
Правильное дерево:
©Melnichuk Anastasia