Построение деревьев по нуклеотидным и аминокислотным последовательностям

Я получила последовательности 16S рибосомальной РНК каждой из бактерий из предыдущего практикума из файлов .frn из базы полных геномов NCBI. Они были записаны в общий файл. Полученный файл с последовательностями я открыла в Jalview и построила выравнивание. Ниже представлено полученное выравнивание:

Полученное выравнивание было импортированно в MEGA и методом Neighbour-joining было построено дерево, представленное ниже:

Полученное мною дерево отличается от дерева, которое было получено в предыдущих практикумах. В реконструированном по 16S рРНК дереве НЕТ ветви отделяющей { CLOTE, CLOBA, BACAN } от { LACAC, LACLM, STRP1, STRPN }. В реконструированном по 16S рРНК дереве ЕСТЬ ветвь отделяющая { LACAC, BACAN } от { CLOTE, CLOBA, LACLM, STRP1, STRPN }. Не могу сказать достоверно чем было вызвано такое различие. В качестве вывода могу сказать, что дерево, построенное по последовательностям одной рРНК, может быть не совсем точным.

Построение и анализ дерева, содержащего паралоги

Паралоги - гомологичные белки из одного организма. Ортологи - гомологичные белки из разных организмов или гомологичные белки, для которых разделение их общего предка на линии, ведущей к ним, произошло в результате видообразования. В данном задании надо было найти в своих бактериях достоверные гомологи белка CLPX_BACSU и построить дерево этих гомологов. Затем, считая, что дерево построено верно, определить ортологов и паралогов, а также указать некоторые эволюционные события.

Сначала я создала файл с протеомами моих бактерий и подала его на вход blastp. Таким образом были найдены предполагаемые гомологи белка CLPX_BACSU.

Последовательности найденных белков были загружены в Jalview и было построено выравнивание. файл с выравниванием Выравнивание приведено ниже:

По выравниванию в MEGA было построено дерево ( метод Neighbour-joining ). Оно изображено ниже:

Построенное дерево

дерево + группы гомологов + эволюционные события

Clp — эндопептидаза, катализирующая гидролиз белков в присутствии АТФ. Состоит из нескольких субъединиц: ClpP/ClpQ (обладают протеазной активностью) и ClpX/ClpC/ClpE/и др. (связывают АТФ). Этот белковый комплекс найден в бактериях, а также в митохондриях и хлоропластах эукариот.
HlsVU — АТФ-зависимая протеаза, присутствующая у многих бактерий. Состоит из субъединиц: HslU (АТФ-зависимый шаперон и активатор второй субъединицы) и HslV (обладает протеазной активностью).

Таким образом, некоторые группы ортологов, представленные на дереве:

J7M389_STRP1, CLPX_BACAN, CLPX_STRP1, CLPX_LACLM, CLPX_CLOTE, CLPX_CLOBA, CLPX_LACAC: одна и та же субъединица ClpX;
HSLU_LACAC, HSLU_BACAN: одна и та же субъединица HslU;
CLPE_STRPN, Q81VV9_BACAN: одна и та же субъединица ClpE;

Все они кодируют определенную субъединицу, выполняющую одну и ту же роль в разных бактериях.

Принимая во внимание тот факт, что HslU и СlpX имеют схожее строение и функцию, некоторые паралоги, представленные на дереве:

CLPX_BACAN и HSLU_BACAN;
HSLU_LACAC и Q5FKR6_LACAC;
CLPX_STRPN и CLPE_STRPN.