Паттерны


1. Построение филогенетического дерева


Было построено 2 дерева по выравниывнию с помощью методов neighbor-joining+retree и UPGMA, так же я сделала бутстреп анализ, чтобы посмотреть достоверность некоторых ветвей обозначения:
мелким шрифтом обозначены эукариоты, крупным-бактерии и археи
1-однодоменная архитектура
2-двухдоменная архитектура
ARCH  Archaea
virp  Viridiplantae
metz  Metazoa
alve  Alveolata
fung  FUNGI
strm  Stramenophyla
choa  Choanoflagellida
PROT  Proteobacteria
CYAN  Cyanobacteria
IDES  Bacteroidetes
FIRM  Firmicutes
NITR  Nitrospirae
SPIR  Spirochaetes
PLAN  Planctomycetes

                                                                                                                                                             
                                                                                                                         +-----------------------1 metz Q17  
                                                                                                                         |                                   
                                                                                                                 +--67.0-|               +-------2 metz D2H  
                                                                                                                 |       |       +--100.0-|                  
                                                                                                                 |       +--88.8-|       +-------2 metz A7Y  
                                                                                                         +--38.0-|               |                           
                                                                                                         |       |               +---------------1 metz B4D  
                                                                                                         |       |                                           
                                                                                                 +--50.7-|       |                       +-------2 choa A9V  
                                                                                                 |       |       +------------------58.0-|                   
                                                                                                 |       |                               +-------2 metz A4G  
                                                                                         +--72.0-|       |                                                   
                                                                                         |       |       +---------------------------------------2 metz A7S  
                                                                                         |       |                                                           
                                                                                 +--56.3-|       +-----------------------------------------------1 metz CRY  
                                                                                 |       |                                                                   
                                                                                 |       |                                               +-------2 IDES A2T  
                                                                                 |       +------------------------------------------100.0-|                  
                                                                                 |                                                       +-------2 IDES A1Z  
                                                                                 |                                                                           
                                                                                 |                                                       +-------2 NITR A3E  
                                                                                 |                       +--------------------------100.0-|                  
                                                                                 |                       |                               +-------2 NITR B6A  
                                                                                 |                       |                                                   
                                                                         +--13.2-|                       |                               +-------2 FIRM A0R  
                                                                         |       |               +--14.0-|               +----------34.7-|                   
                                                                         |       |               |       |               |               +-------2 metz B3R  
                                                                         |       |               |       |       +--39.0-|                                   
                                                                         |       |               |       |       |       |               +-------1 virp A4S  
                                                                         |       |               |       |       |       |       +--100.0-|                  
                                                                         |       |       +--21.0-|       +--24.5-|       +--43.5-|       +-------1 virp Q5I  
                                                                         |       |       |       |               |               |                           
                                                                         |       |       |       |               |               +---------------2 virp C0H  
                                                                         |       |       |       |               |                                           
                                                                         |       +--17.3-|       |               +-------------------------------2 PROT A0K  
                                                                 +--43.6-|               |       |                                                           
                                                                 |       |               |       +-----------------------------------------------2 CYAN A0J  
                                                                 |       |               |                                                                   
                                                                 |       |               |                                               +-------2 PROT A1K  
                                                                 |       |               +------------------------------------------98.0-|                   
                                                                 |       |                                                               +-------2 PROT A1T  
                                                                 |       |                                                                                   
                                                                 |       |                                                               +-------2 CYAN A0Z  
                                                                 |       |                                                       +--100.0-|                  
                                                                 |       |                                               +--99.0-|       +-------2 CYAN A0Y  
                                                         +--60.0-|       |                                               |       |                           
                                                         |       |       +------------------------------------------36.3-|       +---------------2 CYAN A2B  
                                                         |       |                                                       |                                   
                                                         |       |                                                       |       +---------------2 fung A1C  
                                                         |       |                                                       +--31.2-|                           
                                                         |       |                                                               |       +-------2 metz B0R  
                                                         |       |                                                               +--72.0-|                   
                                                 +--78.7-|       |                                                                       +-------2 ARCH B9L  
                                                 |       |       |                                                                                           
                                                 |       |       |                                                                       +-------2 ARCH C3N  
                                                 |       |       |                                                               +--94.5-|                   
                                                 |       |       +----------------------------------------------------------100.0-|       +-------2 ARCH C3M 
                                         +--99.0-|       |                                                                       |                           
                                         |       |       |                                                                       +---------------2 ARCH C4K  
                                         |       |       |                                                                                                   
                                         |       |       +---------------------------------------------------------------------------------------2 ARCH C7N  
                                         |       |                                                                                                           
                                         |       +-----------------------------------------------------------------------------------------------2 strm B5Y  
                                         |                                                                                                                   
                                 +--100.0-|                                                                                               +-------1 CYAN Q3M 
                                 |       |                                                                                       +--94.8-|                   
                                 |       |                                                                               +--100.0-|       +-------1 CYAN Q8Y 
                                 |       |                                                                               |       |                           
                                 |       |                                                                       +--57.5-|       +---------------1 CYAN A0Z  
                                 |       |                                                                       |       |                                   
                                 |       |                                                                       |       +-----------------------1 IDES A3I  
                                 |       |                                                                       |                                           
                         +--55.2-|       +------------------------------------------------------------------98.0-|                       +-------1 PROT Q4F  
                         |       |                                                                               |               +--82.8-|                   
                         |       |                                                                               |       +--89.0-|       +-------1 CYAN Q7V  
                         |       |                                                                               |       |       |                           
                         |       |                                                                               +--98.0-|       +---------------1 CYAN Q46  
                 +--33.1-|       |                                                                                       |                                   
                 |       |       |                                                                                       +-----------------------1 PROT Q28  
                 |       |       |                                                                                                                           
                 |       |       +---------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 ARCH E6N  
                 |       |                                                                                                                                   
         +--100.0-|       +-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 alve A0E 
         |       |                                                                                                                                           
         |       |                                                                                                               +---------------1 PROT Q50  
         |       |                                                                                                       +--29.6-|                           
         |       |                                                                                                       |       |       +-------1 FIRM Q8G  
         |       |                                                                                                       |       +--85.7-|                   
         |       +--------------------------------------------------------------------------------------------------21.3-|               +-------1 metz A8Q  
 +-------|                                                                                                               |                                   
 |       |                                                                                                               |               +-------2 virp A0T  
 |       |                                                                                                               +----------81.0-|                   
 |       |                                                                                                                               +-------2 PROT A1V  
 |       |                                                                                                                                                   
 |       |                                                                                                                               +-------1 SPIR Q8F  
 |       |                                                                                                                       +--100.0-|                  
 |       +------------------------------------------------------------------------------------------------------------------70.0-|       +-------1 SPIR Q72  
 |                                                                                                                               |                           
 |                                                                                                                               +---------------1 PLAN A4A  
 |                                                                                                                                                           
 +-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 PLAN Q7U

1. два полученных дерева достаточно похожи и видно что разделение на 2 архитектуры происходило независимо в таксонах разного уровня, видимо в результате делеции домена ДНК-фотолиазы
Это предположение подтверждается тем, что двухдоменная архитектура есть у 2387 последовательностей, а однодоменная у 288. 2. Это дерево нельзя разделить по архитектурам на 2 части, но можно выделить некоторые ветви, которые относятся к одной из моих архитектур: с однодоменной это черная и зеленая ветки+ветка с 2 растениями (virp Q5I, virp A4S), все остальное относится к двухдоменной архитектуре, за некоторыми единичными исключениями, которые можно отнести к ошибкам выравнивания.

Построение профиля, отличающего одну последовательность от другой

Были построены профили для 2-х групп: первая - последовательности с однодоменной архитектурой, вторая - последовательности с двухдоменной архитектурой.
Профиль для последовательностей с однодоменной архитектурой.
Профиль для последовательностей с двухдоменной архитектурой.

Оба профиля были исследованы на количество ошибок первого (ложноположительные) и второго (ложноотрицательные) родов.




Пороговое значение для однодоменной архитектуры 30, а для двухдоменной 28

4. Поиск последовательностей в swissprot по сконструированным профилям


1. Для двухдоменной архитектуры с пороговым значением 28 было найдено 43 последовательности из которых 41 с нужной нам архитектурой, 1 с однодоменной и одна с трехдоменной(PF12546, PF03441, PF00875)
2. Для однодоменной архитектуры я провела поиск с порогом 30. Было найдено 33 последовательности, из которых только одна с однодоменной архитектурой, причем та же самая, которая нашлась при поиске по двухдоменному паттерну(CRY1_CULQU) и нашлась та же последовательность с трехдомееной архитектурой(CRY1_ARATH).
Из всего этого можно сделать вывод, что профиль, построенный для двухдоменной архитектуры хорошо находит представителей, а вот профиль для однодомееной архитектуры совершенно не селективен и не находит ничего полезного. © Garanina Irina