на главную страницу

Занятие 4

1. Построение дерева по нуклеотидным последовательностям

Последовательности 16S RNA можно добыть с помощью страницы http://www.ebi.ac.uk/genomes/bacteria.html, в которой все известные полные геномы и две ссылки ведущие на описание EMBL и на plain-описание, где достаточно удобно выбрать нужный фрагмент нуклеотидной последовательности. Более удобный способ получения последовательностей с помощью команды EMBOSS:
seqret embl:CP000046[529146:530700] -out 16sgene_staes.fasta

Выравнивание(с помощью muscle)
Дерево получено посредством fneighbor с расчетом матрицы расстояний (fdnadist) по методу Kimura, хотя использование других методов тоже дает аналогичные результаты, кроме similarity, потому что в этом случае в диагонали матрицы расстояний стоят не нули, а единицы, что не распознается последующей программой..


Отличие дерева от...
1) оригинала
  Отсутствует ветвь     Присутствует ветвь  
(BACSU,BACAN) vs (STAES,STAA1,LACDA,PEDPA,STRP1,THETN) (STAES,STAA1,BACSU) vs (PEDPA,LACDA,STRP1,THETN,BACAN)
(LACDA,PEDPA) vs (STAES,STAA1,BACAN,BACSU,STRP1,THETN) (STRP1,PEDPA) vs (LACDA,STAA1,BACAN,BACSU,THETN,STAES)

Правильных нетривиальных ветвей - 3
2) реконструкции NJ
  Отсутствует ветвь     Присутствует ветвь  
(BACSU,BACAN) vs (STAES,STAA1,LACDA,PEDPA,STRP1,THETN) (STAES,STAA1,BACSU) vs (PEDPA,LACDA,STRP1,THETN,BACAN)
(STRP1,LACDA) vs (STAES,STAA1,BACAN,BACSU,STRP1,THETN) (STRP1,PEDPA) vs (LACDA,STAA1,BACAN,BACSU,THETN,STAES)
Идентичных ошибок нет.

Правильных нетривиальных ветвей у дерева, построенного этим способом с оригиналом - 4
3) реконструкции UPGMA
  Отсутствует ветвь     Присутствует ветвь  
(BACSU,BACAN) vs (STAES,STAA1,LACDA,PEDPA,STRP1,THETN) (STAES,STAA1,BACSU) vs (PEDPA,LACDA,STRP1,THETN,BACAN)
(BACAN,BACSU,THETN) vs (STRP1,LACDA,PEDPA,STAA1,STAES) (STRP1,PEDPA) vs (LACDA,STAA1,BACAN,BACSU,THETN,STAES)
(LACDA,PEDPA) vs (STRP1,STAA1,STAES,BACSU,BACAN,THETN) (STAES,STAA1,BACSU,BACAN) vs (LACDA,STRP1,PEDPA,THETN)

Идентичных ошибок нет.

4) реконструкции FROTPARS
  Отсутствует ветвь     Присутствует ветвь  
(BACSU,BACAN) vs (STAES,STAA1,LACDA,PEDPA,STRP1,THETN) (STAES,STAA1,BACSU) vs (PEDPA,LACDA,STRP1,THETN,BACAN)
(LACDA,PEDPA) vs (STAES,STAA1,BACAN,BACSU,STRP1,THETN) (STRP1,PEDPA) vs (LACDA,STAA1,BACAN,BACSU,THETN,STAES)
(STAES,STAA1,PEDPA,LACDA,STRP1) vs (THETN,BACAN,BACSU) (STAES,STAA1,BACSU,BACAN) vs (LACDA,STRP1,PEDPA,THETN)

Идентичных ошибок нет.

Вывод: при реконструкции деревьев среди данного набора бактерий наилучший результат показывает метод Neighbor Joining по белкам.

2. Построение и анализ дерева, содержащего паралоги

Blast поиск был выполнен посредством программы blastp. 
								    Score     E
Sequences producing significant alignments:                         (bits) Value

sp|P50866|CLPX_BACSU ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   770   0.0  
sp|Q81LB9|CLPX_BACAN ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   676   0.0  
sp|Q8RC24|CLPX_THETN ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   572   e-164
sp|A7X396|CLPX_STAA1 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   564   e-161
sp|Q8CNY5|CLPX_STAES ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   562   e-161
sp|Q03F27|CLPX_PEDPA ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   533   e-152
sp|P63793|CLPX_STRP1 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...   509   e-145
sp|Q1G9V4|HSLU_LACDA ATP-dependent protease ATPase subunit HslU;       97   6e-21
tr|Q03FK4|Q03FK4_PEDPA ATP-dependent protease HslVU (ClpYQ), ATP...    96   1e-20
sp|Q81WK6|HSLU_BACAN ATP-dependent protease ATPase subunit HslU;       93   1e-19
sp|A7X1N1|HSLU_STAA1 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU;       93   1e-19
sp|Q8CPH0|HSLU_STAES ATP-dependent protease ATPase subunit HslU;       91   6e-19
sp|P39778|CLPY_BACSU ATP-dependent protease ATPase subunit ClpY;       90   7e-19
sp|Q8R9Y3|HSLU_THETN ATP-dependent protease ATPase subunit HslU;       90   1e-18
sp|P37571|CLPC_BACSU Negative regulator of genetic competence Cl...    49   3e-06
sp|O31673|CLPE_BACSU ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...    48   4e-06
sp|Q8CQ88|CLPC_STAES ATP-dependent Clp protease ATP-binding subu...    44   9e-05

Построение дерева этого списка белков был произведен с помощью Treetop, а именно topological.

Примеры паралогов:
CLPC_BACSU и CLPY_BACSU; CLPC_STAES и HSLU_STAES
Примеры ортологов:
CLPX_STRP1 и CLPX_STAA1; CLPC_BACSU и CLPC_STAES
©Джумашев