I

Рассмотрим таксономию каждой из выбранных в первом практикуме бактерий:

Если мы вспомним из дерево первого практикума, то можем сказать про него следующее: во-первых, на нём видно кладу (CLOBA, CLOTE), которая соответствует роду Clostridium; во-вторых, клада (LACDA, STAAR, STAES, STRP1) соответствует группе Bacilli; внутри же этой клады видно разделение на две подгруппы: (LACDA, STRP1) — это Lactobacillales, а (STAAR, STAES) — это Bacillales. Такое соответствие объясняется совершенно очевидным образом: таксономия и систематика в принципе формируются на основании филогенетических связей между организмами. Такая систематика называется естественной. Во многом естественная систематика может показаться очень неудобной (так, например, для систематики базидиомицетов до сих пор в основном пользуются тривиальной систематикой, основанной на морфологическом сходстве грибов), однако только она может соответствовать главному требованию систематики — максимальной экстраполяции признаков одного представителя до всех представителей группы. Это означает следующее: если вы поймали в поле мышку, совсем не обязательно её вскрывать, чтобы определить, что у неё есть пищеварительная система, которая представлена ЖКТ.

II

Из списка функциональных групп белков были выбраны рибосомные белки S2 (RS2). С сохранением выравнивания в виде JalView-проекта возникли проблемы (почему-то программа неудачно сохраняет файл на моём компьютере), но в остальном всё получилось: последовательности белков, выравнивание этих белков, дерево в Newick-формате. Посмотреть на получившееся выравнивание можно в следующем апплете:

III

Диагностические позиции выравнивания — это те позиции выравнивания, по которым можно судить о таксономической принадлежности организма. Для того, чтобы определить диагностические позиции, было произведено сравнение выравнивания и «идеальное» дерево (его изображение дано выше). Большая проблема заключается в том, что на самом деле нетривиальной задачей является показать, что CLOTE, CLOBA и FINM2 — это одна группа (см. выравнивание выше). Это могут подтверждать разве что аминокислоты в 90 позиции (H — эта группа, остальные аминокислоты — иначе), в 203 (G — эта группа, остальные аминокислоты — иначе). Род Clostridium можно распознать по аминокислотам в достаточно большом числе позиций — 65 (K), 136 (K) и проч. Также у них у единственных присутствует вставка в 156 позиции. Для Bacillales хорошей диагоностической позицией является 125 — только у них там стоит аминокислота L. Для различения всех трёх групп можно использовать позицию 136 выравнивания — так, у Clostridium там находятся K, у Lactobacillales — L, у Bacillales — E, у Finegoldia magna же там оказалась Q.

Вообще говоря, диагностических позиций можно найти достаточно много, но стоит отметить, что такой поиск среди 7 последовательностей с 2-3 представителями каждой группы практически лишён смысла, потому что это с очень высокой степенью вероятности может быть просто совпадение.

IV

Мы видим, что топология дерева не поменялась, однако поменялось укоренение. Ни на одном из этих деревьев организм FINM2 не был помещён правильно. Результат можно интерпретировать следующим образом: при построении дерева на основе выравнивания высококонсервативных белков, практически не имеет значения метод построения дерева — оно практически всегда будет получаться идентичным.