Построение и исследование филогенетического дерева глобинов животных из семейств Lepidosauria и Galliformes, а также глобинов человека

1. Составление выборки аминокислотных последовательностей

белки семейства глобинов (с идентификатором Pfam PF00042) из таксонов Lepidosauria и Galliformes;
10 глобинов человека (с заданными AC);
3 белка как внешняя группа (с заданными AC).

Белки первой части выборки были отфильтрованы после завершения поиска (во-первых, были удалены фрагменты, имеющие длину менее 90 а.о., а во-вторых, было проверено не обнаружены ли одинаковые белки у нескольких подвидов какого-нибудь вида, но таких не нашлось).
Далее аминокислотные последовательности всех найденных белков сохранялись в отдельном файле. В другом файле сохранялся перечень названий всех организмов выборки. Большинство перечисленных видов в этой выборке представлены несколькими белками. Поэтому общее количество видов получилось меньше, чем общее количество белков, содержащихся в организмах.

2. Построение филогенетического дерева

В файле seq.fasta была сохранена выборка всех последовательностей. На её основе с помощью программы emma было построено множественное выравнивание всех последовательностей (сохранено в формате aln). Далее это выравнивание было открыто с помощью ClustalX,где было создано дерево, дальнейшая работа с которым производилась в GeneMaster.
Здесь можно увидеть файл с деревом в формате gdt.
А вот и картинка с деревом:

На дереве показаны названия белков, а также длины основных ветвей. Идентификаторы трёх белков внешней группы: MYG_HUMAN (P02144), MYG_CHEMY и MYG_MAKNI - подчёркнуты, а ветви, идущие к ним, имеют бОльшую толщину.

3. Построение таксономического дерева

С помощью сайта NCBI можно получить таксономическое дерево согласно имеющемуся списку организмов. Для этого выбираем опцию "Taxonomy common tree" и вводим список из файла taxon_names.txt.
У нас получается дерево. Сохраняем его в текстовом формате:

Euteleostomi
+ Sarcopterygii
+ + Amniota
+ + + Sauropsida
+ + + + Sauria
+ + + + + Lepidosauria
+ + + + + + Squamata
+ + + + + + + Scleroglossa
+ + + + + + + + Serpentes
+ + + + + + + + + Colubroidea
+ + + + + + + + + + Colubridae
+ + + + + + + + + + + Colubrinae
+ + + + + + + + + + + + Elaphe
+ + + + + + + + + + + + + Elaphe climacophora
+ + + + + + + + + + + + Drymarchon
+ + + + + + + + + + + + + Drymarchon corais erebennus
+ + + + + + + + + + + Xenodontinae
+ + + + + + + + + + + + Liophis miliaris
+ + + + + + + + + + Hydrophiidae
+ + + + + + + + + + + Hydrophis
+ + + + + + + + + + + Hydrophis melanocephalus
+ + + + + + + + + + + Microcephalophis
+ + + + + + + + + + + + Microcephalophis gracilis
+ + + + + + + + + + Elapidae
+ + + + + + + + + + + Naja
+ + + + + + + + + + + + Naja kaouthia
+ + + + + + + + + + + + Naja naja
+ + + + + + + + + + Viperidae
+ + + + + + + + + + + Vipera aspis
+ + + + + + + + Anguimorpha
+ + + + + + + + + Varanus
+ + + + + + + + + + Varanus exanthematicus
+ + + + + + + + + + + Varanus exanthematicus albigularis
+ + + + + + + + + + Varanus komodoensis
+ + + + + + + + + + Varanus varius
+ + + + + + + Iguania
+ + + + + + + + Iguanidae
+ + + + + + + + + Iguana iguana
+ + + + + + + + Acrodonta
+ + + + + + + + + Uromastyx hardwickii
+ + + + + + Sphenodontia
+ + + + + + + Sphenodon punctatus
+ + + + + Archosauria
+ + + + + + Phasianidae
+ + + + + + + Phasianinae
+ + + + + + + + Coturnix
+ + + + + + + + + Coturnix japonica
+ + + + + + + + Francolinus
+ + + + + + + + + Francolinus pondicerianus
+ + + + + + + + Gallus
+ + + + + + + + + Gallus gallus
+ + + + + + + + Phasianus
+ + + + + + + + + Phasianus colchicus colchicus
+ + + + + + + Meleagris
+ + + + + + + + Meleagris gallopavo
+ + + + Testudines
+ + + + + Chelonia mydas
+ + + Mammalia
+ + + + Homo sapiens
+ Actinopterygii
+ + Makaira nigricans

Жирным шрифтом показан родительский таксон — Euteleostomi. От него отходят две ветви: ветвь Sarcopterygii и их потомков - амниот, а также ветвь Actinopterygii с единственным организмом Macaria nigricans (который относится к таксону).

4. Анализ дерева

На дереве, полученном в пункте 2, можно выделить следующие пары вероятных ортологов: MYG_CHEMY и MYG_VARVA, HBB1_VAREX и HBB1_IGUIG, HBAD_COTJA и HBAD_PHACO. Внутри каждой пары белки расположены рядом на дереве и имеют одно и то же название, что свидетельствует об их ортологичности. Белки HBE_HUMAN и HBAZ_HUMAN, HBRH_CHICK и Q90864_CHICK, HBAD_COTJA являются паралогами, так как, являясь гомологами, принадлежат к разным ортологичным рядам.