[на главную] [четвёртый семестр]

Реконструкция филогенетических деревьев






    1. Таксоны выбранных бактерий.

    ТаксоныМнемоника
    Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus cereus group; Bacillus anthracisBACAN
    Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Bacillus; Bacillus subtilis group; Bacillus subtilisBACSU
    Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium; Clostridium botulinumCLOB1
    Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium; Clostridium tetaniCLOTE
    Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Enterococcaceae; Enterococcus; Enterococcus faecalisENTFA
    Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiales incertae sedis; Clostridiales Family XI. Incertae Sedis; Finegoldia; Finegoldia magnaFINM2
    Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Geobacillus; Geobacillus kaustophilusGEOKA
    Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Lactobacillaceae; Lactobacillus; Lactobacillus acidophilusLACAC




    2. Функция: рибосомный белок S2.

    Пример команды при получении последовательностей из банка Swiss-Prot: seqret sw:RS2_GEOKA -outseq RS2_GEOKA.fasta


    5. Реконструкция дерева программой fprotpars.

    (((CLOTE/1-23,CLOB1/1-23),(GEOKA/1-23,(((LACAC/1-25,FINM2/1-26),ENTFA/1-26),BACSU/1-24))),BACAN/1-23)



    Есть большие отличия от правильного дерева.Например, BACAN и BACSU неправдаподобно далеко находятся друг от друга, FINM2 не в своей кладе.
    Нет ветви {CLOTE,CLOB1,FINM2}vs{LACAC,ENTFA,BACAN,BACSU,GEOKA}. Вместо нее {CLOTE,CLOB1,BACAN}vs{LACAC,ENTFA,BACSU,GEOKA,FINM2}.

    Ветвь {LACAC,ENTFA,FINM2}vs{CLOTE,CLOB1,BACAN,BACSU,GEOKA} вместо {LACAC,ENTFA}vs{CLOTE,CLOB1,FINM2,BACAN,BACSU,GEOKA}


    6. Эволюционные расстояния между последовательностями программой fprotdist. 
    
					

                   BACAN       BACSU       CLOB1       CLOTE       ENTFA       FINM2       GEOKA       LACAC
					

    BACAN/1-23    0.000000    0.129099    0.368206    0.352468    0.295251    0.397747    0.169656    0.438014
					

    BACSU/1-24    0.129099    0.000000    0.371016    0.384315    0.346445    0.491174    0.122655    0.463836
					

    CLOB1/1-23    0.368206    0.371016    0.000000    0.134211    0.397702    0.382930    0.374811    0.466398
					

    CLOTE/1-23    0.352468    0.384315    0.134211    0.000000    0.422162    0.387458    0.340334    0.478190
					

    ENTFA/1-26    0.295251    0.346445    0.397702    0.422162    0.000000    0.551788    0.346016    0.446305
					

    FINM2/1-26    0.397747    0.491174    0.382930    0.387458    0.551788    0.000000    0.401789    0.532973
					

    GEOKA/1-23    0.169656    0.122655    0.374811    0.340334    0.346016    0.401789    0.000000    0.470001
					

    LACAC/1-25    0.438014    0.463836    0.466398    0.478190    0.446305    0.532973    0.470001    0.000000


    Аксиома ультраметричности (d (A,B) ≤ max(d (A,C), d (B,C))) во взятом случайно примере выполняется:

    d(LACAC,CLOTE) ≤ max( d(LACAC,CLOB1), d(CLOTE,CLOB1) ) <=> 0.478190 ≤ max(0.466398, 0.134211)(с погрешностью 2,5 процента, т.е. левая часть практически рана максмуму из правой)



    Аддитивность (если есть четыре последовательности A,B,C,D, то из трёх сумм 1) d(A,B) + d(C,D) 2) d(A,C) + d(B,D) 3) d(A,D) + d(B,C) две равны между собой и больше третьей):

    1) d(CLOTE, CLOB1) + d(LACAC, ENTFA) = 0,134211 + 0,446305 = 0,580516

    2) d(CLOTE, LACAC) + d(CLOB1, ENTFA) = 0,478190 + 0,397702 = 0,875892

    3) d(CLOTE, ENTFA) + d(LACAC, CLOB1) = 0,422162 + 0,466398 = 0,888560

    Аддитивность для данного примера с учетом погрешности(1,5%) выполняется.
    7. Две реконструкции дерева программой fneighbor, используя два алгоритма: UPGMA и Neighbor-Joining.

    Neighbor-Joining: 

    
						  +---BACSU/1-24
						  +-3 
						  ! +--GEOKA/1-23
						  ! 
						  !   +----------ENTFA/1-26
						  !   ! 
						  !   !         +---CLOB1/1-23
						  4---5    +----1 
						  !   ! +--2    +---CLOTE/1-23
						  !   ! !  ! 
						  !   +-6  +-------------FINM2/1-26
						  !     ! 
						  !     +--------------LACAC/1-25
						  ! 
						  +--BACAN/1-23




    присутствует ветвь {CLOTE,CLOB1,FINM2,LACAC}vs{BACAN,BACSU,GEOKA,ENTFA} вместо {LACAC,ENTFA}vs{CLOTE,CLOB1,FINM2,BACAN,BACSU,GEOKA}

    {BACSU,GEOKA}vs{BACAN,CLOTE,CLOB1,FINM2,LACAC,ENTFA} вместо {BACAN,BACSU}vs{GEOKA,CLOTE,LACAC,ENTFA,CLOB1,FINM2}

    UPGMA: 



    
						              +---BACAN/1-23
						        +-----3 
						        !     ! +---BACSU/1-24
						      +-4     +-1 
						      ! !       +---GEOKA/1-23
						      ! ! 
						    +-5 +---------ENTFA/1-26
						    ! ! 
						    ! !      +---CLOB1/1-23
						  +-6 +------2 
						  ! !        +---CLOTE/1-23
						--7 ! 
						  ! +------------FINM2/1-26
						  ! 
						  +-------------LACAC/1-25




    {BACAN,BACSU,GEOKA,ENTFA}vs{CLOTE,CLOB1,FINM2,LACAC} вместо {LACAC,ENTFA,BACAN,BACSU,GEOKA}vs{CLOTE,CLOB1,FINM2}(LACAC не в своей ветви)

    {BACSU,GEOKA}vs{BACAN,CLOTE,CLOB1,FINM2,LACAC,ENTFA} вместо {BACAN,BACSU}vs{GEOKA,CLOTE,LACAC,ENTFA,CLOB1,FINM2}

    Оба дерева построенные с помощью fneighbor отличаются от правильного, но построенное по алгоритму UPGMA ближе к правильному(отличия приведены выше).




© Gordeyev Mikhail