Моделирование и реконструкция эволюции гена

Формула, описывающая судьбу моего гена- ((((А:20,B:20):10,C:30):5,D:35):65,(E:40,F:40):70);

Изображение дерева

Так выглядит дерево, описываемое приведенной формулой.

Описание разбиения листьев дерева(если считать дерево бескорневым)

A B C D E F
. . * * * *
. . . * * *
. . . . * *

Получение искусственных мутантных последовательностей, соответствующим листьям и узлам дерева

Для пересчета длин ветвей была использована формула "число мутаций=длина последовательности*длина ветви\100", а потом был составлен скрипт :


msbar ABCDEF.fasta ABCD.fasta -point 4 -count 1571 -auto

msbar ABCD.fasta D.fasta -point 4 -count 845 -auto

msbar ABCD.fasta ABC.fasta -point 4 -count 121 -auto

msbar ABC.fasta AB.fasta -point 4 -count 242 -auto

msbar AB.fasta A.fasta -point 4 -count 483 -auto

msbar AB.fasta B.fasta -point 4 -count 483 -auto

msbar ABC.fasta C.fasta -point 4 -count 725 -auto

msbar ABCDEF.fasta EF.fasta -point 4 -count 1691 -auto

msbar EF.fasta E.fasta -point 4 -count 966 -auto

msbar EF.fasta F.fasta -point 4 -count 966 -auto

Где название файлов соответствует содержанию (ABCDEF для общего предка, ABCD дя общего предка листьев A, B, C и D и т.д.)

Реконструкция дерева алгоритмами UPGMA, Neighbor-joining и максимального правдоподобия.

На основе предыдущего задания был создан fasta-файл, содержащий последовательности всех листьев дерева. После этого была запущена программа fdnaml(чтобы реконструировать дерево алгоритмом максимального правдоподобия) командой fdnaml list.fasta -ttratio 1 -auto .

Дерево, построенное данным алгоритмом выглядит так:


  +----b         
  |  
  |                                      +---------f         
  |     +--------------------------------4  
  |  +--3                                +--------e         
  |  |  |  
  1--2  +------d         
  |  |  
  |  +------c         
  |  
  +----A

Для построения дерева алгоритмами UPGMA или Neighbor-joining были пересчитаны попарные растояния между последовательностями программой fdnadist.
Команда fneighbor list.fdnadist -auto
Полученный файл list.fdnadist был дан на вход программе fneighbor.
Команда fneighbor list.fdnadist -auto (для реконструкции алгоритмом Neighbor-joining)
Команда fneighbor list.fdnadist -treetype u -auto -outfile list2.fneighbor (для реконструкции алгоритмом UPGMA)

В результате были получены деревья:
алгоритм Neighbor-joining



  +----b         
  ! 
  !  +------c         
  3--4 
  !  !  +------d         
  !  +--2 
  !     !                                  +-------e         
  !     +----------------------------------1 
  !                                        +---------f         
  ! 
  +----A

алгоритм UPGMA


                                              +--------A         
                                         +----1 
                                       +-2    +--------b         
                                       ! ! 
  +------------------------------------3 +-------------c         
  !                                    ! 
--5                                    +---------------d         
  ! 
  !                                  +-----------------e         
  +----------------------------------4 
                                     +-----------------f

Таким образом видно, что алгоритм максимального правдоподобия и Neighbor-joining строят бескорневые деревья, тогда как алгоритм UPGMA строит укоренные деревья.

Сравнение полученных деревьев





A B C D E F    real      Max      UPGMA        N-J

* * - - - -     +         +          +          +

* * * - - -     +         +          +          +

- - - - * *     +         +          +          +

Как видно из данной таблицы все алгоритмы выдали одинаковые деревья.

вернуться на страницу четвертого семестра

главная страница