Моделирование эволюции гена.

Моделирование эволюции гена.

1.Создание изображения дерева, описанного заданной мне формулой.

Скобочная формула моего дерева - (((А:45,В:45):5,(С:35,D:35):15):50,(Е:40,F:40):60);
Пользовался графическим редактором Paint.

2.Описание ветвей дерева как разбиений множества листьев (считая дерево бескорневым).

  A B C D E F

  * * . . * *

  * * * * . .

  . . * * * *

Приведено правильное описание топологии приведённого дерева, состоящие всего из трёх строк, отвечающих трём внутренним ветвям.

3.Получение искусственных мутантных последовательности, соответствующих листьям и

узлам дерева, считая, что в корне находится последовательность гена моего белка Glpk_ecoli.

Длина гена белка Glpk_ecoli - 1593 нуклеотидов.
Формула для пересчёта расстояний в число мутаций в гене Glpk: (L/100)*1593, L - длина ветки.

Текст скрипта, которым получаются мутантные последовательности:

msbar glpk.fasta ef.fasta -point 4 -count 956 -auto

msbar ef.fasta f.fasta -point 4 -count 1593 -auto

msbar ef.fasta e.fasta -point 4 -count 1593 -auto

msbar glpk.fasta abcd.fasta -point 4 -count 797 -auto

msbar abcd.fasta ab.fasta -point 4 -count 80 -auto

msbar ab.fasta a.fasta -point 4 -count 717 -auto

msbar ab.fasta b.fasta -point 4 -count 717 -auto

msbar abcd.fasta cd.fasta -point 4 -count 239 -auto

msbar cd.fasta c.fasta -point 4 -count 558 -auto

msbar cd.fasta d.fasta -point 4 -count 558 -auto

cat a.fasta >> ali.fasta

cat b.fasta >> ali.fasta

cat c.fasta >> ali.fasta

cat d.fasta >> ali.fasta

cat e.fasta >> ali.fasta

cat f.fasta >> ali.fasta

4.Реконструкция дерева алгоритмами UPGMA, Neighbor-joining и максимального

правдоподобия.

Поместил последовательности, соответствующие листьям дерева, в один файл в виде "выравнивания" в fasta-формате. Поменял имена последовательностей (программа msbar сохраняет для мутантной последовательности имя, которое имела исходная). Чтобы реконструировать дерево алгоритмом максимального правдоподобия, запустил программу fdnaml:

fdnaml ali.fasta -ttratio 1 -auto

Чтобы реконструировать дерево алгоритмами UPGMA или Neighbor-joining, сначала посчитал попарные расстояния между последовательностями программой fdnadist:

fdnadist ali.fasta -ttratio 1 -auto

После этого файл с расширением .fdnadist подал на вход программе fneighbor для реконструкции алгоритмом Neighbor-joining:

fneighbor ali.fdnadist -auto

Переименовал выходной файл первого запуска и запустил программу еще раз для реконструкции алгоритмом UPGMA:

fneighbor ali.fdnadist -treetype u -auto

Дерево, реконструированное алгоритмом максимального правдоподобия:

+-------------B

| +-------------F

| +---------------4

| | +-----------E

1--3

| | +----------D

| +-----2

| +----------C

+------------A

Дерево, реконструированное алгоритмом Neighbor-joining:

+-------------B

! +----------C

! +-----2

! ! +----------D

3-4

! ! +------------E

! +-----------------1

! +------------F

+------------A

Дерево, реконструированное алгоритмом UPGMA:

+-------------------------A

+-----3

! +-------------------------B

+-------------4

! ! +--------------------C

! +----------1

--5 +--------------------D

! +------------------------E

+--------------------2

+------------------------F

Для сравнение предложено было сделать таблицу, в левой части которой приведены (в виде точек и звёздочек) все ветви, встреченные во всех деревьях (исходном и трёх реконструкциях), а в правой добавлены четыре столбца, соостветствующие четырём деревьям. Знаком + отмечено, в каких деревьях встретилась каждая из ветвей.

A	B	C	D	E	F	правильное дерево	1ое	2ое	3е
*	*	.	.	*	*	+	+	+	+
*	*	*	*	.	.	+	+	+	+
.	.	*	*	*	*	+	+	+	+

Дерево, реконструированное алгоритмом максимального правдоподобия, оказалось таким же как и дерево, реконструированное алгоритмом Neighbor-joining. Дерево, реконструированное алгоритмом UPGMA, оказалось одинаковым с исходным деревом.

На главную страницу четвертого семестра

На главную