Практикум 7

Реконструкция эвоюции домена Tubulin_C

Tubulin_C (PF03953) -- домен белка тубулина, который является основной составляющей микротрубочек. Домен представлен как у эукариот, так и у
прокариот. Tubulin_C встречается в 113 архитектурах белка, однако в большинстве случаев архитектура представлена всего несколькими последовательностями.
Чаще всего Tubulin_C встречается в белке с архитектурой 'Tubulin, Tubulin_C'. На данный момент в Pfam есть 6746 последовательностей этой архитектуры.
Чуть реже (430 последовательностей в Pfam)встречаются белки с архитектурой 'Tubulin_C'. Задачей этого практикума будет реконструировать эволюцию данных
двух доменов в двух эукариотических царствах: Viridiplantae и Metazoa.

Материалы

1)Выравнивание всех пследовательностей домена из Pfam
2)Таблица с информацией о выборке
3)Выравнивание выбранных последовательностей с группами по архитектуре
4)FASTA файл выбранных последовательностей
5)Дерево NJ выбранных последовательностей в формате Newick

На вышеприведённом дереве показаны последовательности двух архитектур Tubulin_C растений и животных. Красным и оранжевым помечены последовательности Metazoa
с архитектурой 'Tubulin, Tubulin_C' и 'Tubulin' соответственно.Светло-зелёным и тёмно-зелёным помечены последовательности Viridiplantae с архитектурой
'Tubulin, Tubulin_C' и 'Tubulin' соответственно. Все четыре выделяемые нами группы образовали несколько обособленных клад. Возможно, каждая клада соответствует
одной копии тубулина в геноме. Также возможно, что в базе Pfam не все белки аннотированы верно. К примеру, белок с структурой ' Tubulin, Tubulin_C, Tubulin, Tubulin_C'
мог быть отмечен как 'Tubulin, Tubulin_C'.

Интересно, что последовательности разных архитектур отличаются между собой меньше, чем последовательности разных таксонов. Это может означать, что архитектуры
появились независимо в каждом царстве. Такой сценарий представляется маловероятным. Скорее всего, сходство доменов разных архитектур произошло из-за направленной
эволюции. Микротрубочки играют ключевую рол в транспорте клетки, поэтому любая неправильная мутация етальна. Кроме того, микротрубочки в клетках животных и растений
выполняют немного разные функции (к примеру, микротрубочки у животных образуют клеточный центр). Поэтому к доменам тубулина у растений и животных разные требования,
что и обеспечивает сходство доменов внутри царств.