Главная


Практикум №4: "Реконструкция филогенетических деревьев"

Задание 1. Построение дерева по нуклеотидным последовательностям.



Выбранные бактерии

Название бактерииМнемоникаштамм
Bradyrhizobium japonicum (diazoefficiens) BRADUUSDA_110_uid57599
Rhizobium etliRHIECCIAT_652_uid59115
Rhodobacter sphaeroidesRHOS4ATCC_17025_uid58451
Ralstonia pickettiiRALPJDTP0602_uid222229
Neisseria meningitidisNEIMAMC58_uid57817
Yersinia pestisYERPEZ176003_uid47317
Haemophilus influenzaeHAEINF3047_uid62097
Pasteurella multocidaPASMUHN06_uid156881


Были получены последовательности 16S rRNA для данных бактерий из базы полных геномов NCBI (последовательности РНК - в файле с расширением .frn).
Далее все эти последовательности были помещены в один файл: сюда
Последовательности были выровнены с помощью программы Muscle в JalView.
В MEGA было построено дерево методом Neighbor-Joining (Рис. 1).

Рис. 1.

Правильное дерево представлено на Рис. 2.

Рис. 2.

Можно видеть, что построенное дерево полностью совпадает с правильным деревом. А качество реконструкции лучше по сравнению с деревом, построенным по белкам (там были отличия от правильного).

Задание 1. Построение и анализ дерева, содержащего паралоги.


Из директории P:\y14\term4\Proteomes были скачаны протеомы 8 выбранных бактерий, сложены в один файл (сюда) командой cat file1 >> file2. Запущен бласт:
  • makeblastdb -in all.fasta -dbtype prot -out db.fasta
  • blastp -query coli.fasta -evalue 0.001 -db db.fasta -outfmt 6 -out xxx.fasta (coli.fasta - последовательность белка CLPX_ECOLI).
    Далее был проанализирован полученный файл . Бласт выдал 34 находки, среди которых стоит отметить, что во всех 8 бактериях был найден CLPX(ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX) в единичном экземпляре.
    По две находки для каждой бактерии (кроме NEIMA) было найдено HSLU (ATP-dependent protease ATPase subunit HslU).
    Далее для данных последовательностей гомологов было построено выравнивание (Muscle), импортировано в MEGA и там уже поспроено дерево (Neighbor-Joining, Рис. 3).

    Рис. 3
  • Паралоги - гомологичные белки из одного организма, выделены оранжевым (для бактерии HAEIN выделены все гомологию, которые являются друг дуругу паралогами).
  • Ортологи - гомологичные белки из разных организмов, сформированных в результате процнсса видообразования (на Рис. 3 синим выделены группы попарно ортологичных белков).
  • Процесс видообразования (Некторорые выделены зелёным цветом) приводят к образованию ортологичных групп.
  • О дупликации (красные стрелки) свидетельствует образование различных белков, но имеющихся у всех организмов. Белки CLPX и HSLU - представляют собой разные субъединицы АТФ-зависимой протеазы и оба есть почти у всех видов (HSLU у вида NEIMA); но появляются белки с другой функцией - например, RUVB, представляющая собой хеликазу (у видов BRADU, NEIMA).