На страницу четвёртого семестра

Занятие 1


1. Отобранные бактерии


НазваниеМнемоника
Clostridium botulinumCLOB1
Clostridium tetaniCLOTE
Geobacillus kaustophilusGEOKA
Lactococcus lactisLACLM
Listeria monocytogenesLISMO
Pediococcus pentosaceusPEDPA
Staphylococcus aureusSTAA1
Streptococcus pneumoniaeSTRPN

2. Скобочная формула дерева


((CLOB1,CLOTE),((PEDRA,(STRPN,LACLM)), ((GEOKA,LISMO),STAA1)));

3. Изображение дерева



4. Ветви дерева


Дерево содержит пять нетривиальных ветвей:
1) {CLOB1, CLOTE} против {STRPN, LACLM, GEOKA, LISMO, STAA1, PEDRA}
2) {STRPN, LACLM} против {CLOB1, CLOTE, GEOKA, LISMO, STAA1, PEDRA}
3) {STRPN, LACLM, PEDRA} против {CLOB1, CLOTE, GEOKA, LISMO, STAA1}
4) {GEOKA, LISMO} против {STRPN, LACLM, PEDRA, CLOB1, CLOTE, STAA1}
5) {GEOKA, LISMO, STAA1} против {CLOB1, CLOTE, STRPN, LACLM, PEDRA}




Занятие 2


1. Таксономия


НазваниеМнемоника Таксономия
Clostridium botulinumCLOB1 Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium
Clostridium tetaniCLOTE Bacteria; Firmicutes; Clostridia; Clostridiales; Clostridiaceae; Clostridium
Geobacillus kaustophilusGEOKA Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Bacillaceae; Geobacillus
Lactococcus lactisLACLM Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Streptococcaceae; Lactococcus
Listeria monocytogenesLISMO Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Listeriaceae; Listeria
Pediococcus pentosaceusPEDPA Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Lactobacillaceae; Pediococcus
Staphylococcus aureusSTAA1 Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Bacillales; Staphylococcaceae; Staphylococcus
Streptococcus pneumoniaeSTRPN Bacteria; Firmicutes; Bacilli; Lactobacillales; Streptococcaceae; Streptococcus

2. Реконструкция дерева на основании выравнивания рибосомального белка S7 программой fprotpars


Изображение дерева Скобочная формула Комментарии

(((RS7_PEDPA,(RS7_LISMO,(RS7_GEOKA,
(RS7_STAA1,(RS7_STRPN,RS7_LACLM))))),
RS7_CLOTE),RS7_CLOB1);
По таксономии, корень должен находится на ветви,соединяющей 2 и 5.
Эта ветвь - одна из двух общих нетривиальных ветвей дерева fprotpars и правильного дерева. Другая общая ветвь: 4 -- 3.
При этом два дерева отличаются всего одной перестановкой: если присоединить узел 3 к листу 5 (PEDRA), фактически получится правильное дерево

3. Оценка эволюционных расстояний

  
           CLOB1     CLOTE     LACLM     STRPN     STAA1     PEDPA     GEOKA     LISMO
CLOB1   0.000000  0.185385  0.389102  0.372474  0.321212  0.360318  0.359838  0.338475
CLOTE   0.185385  0.000000  0.493670  0.513269  0.402037  0.377560  0.377745  0.391701
LACLM   0.389102  0.493670  0.000000  0.102444  0.310566  0.274464  0.372031  0.383156
STRPN   0.372474  0.513269  0.102444  0.000000  0.262816  0.273707  0.334251  0.346427
STAA1   0.321212  0.402037  0.310566  0.262816  0.000000  0.231826  0.238645  0.242088
PEDPA   0.360318  0.377560  0.274464  0.273707  0.231826  0.000000  0.244899  0.190692
GEOKA   0.359838  0.377745  0.372031  0.334251  0.238645  0.244899  0.000000  0.183536
LISMO   0.338475  0.391701  0.383156  0.346427  0.242088  0.190692  0.183536  0.000000

Отклонение от ультраметричности

Рассмотрим CLOTE, LACLM, STRPN. 
d(CLOTE,LACLM) = 0.493670  >  d(LACLM,STRPN) = 0.102444    =>   d(CLOTE,LACLM) == d(CLOTE,STRPN) - так должно быть 

Но: d(CLOTE,LACLM) = 0.493670, а d(CLOTE,STRPN) = 0.513269  - отклонение от ультраметричности на 0.019599

Отклонение от аддитивности

Рассмотрим CLOTE, LACLM, STRPN, LISMO. 
d(CLOTE,LACLM) = 0.493670  |  Суммы:
d(LACLM,STRPN) = 0.102444  |  1) 0.493670 + 0.346427 = 0,840097
d(CLOTE,STRPN) = 0.513269  |  2) 0.102444 + 0.391701 = 0,494145
d(CLOTE,LISMO) = 0.391701  |  3) 0.513269 + 0.383156 = 0,896425
d(LACLM,LISMO) = 0.383156  |
d(STRPN,LISMO) = 0.346427  |  Отклонеие: 0,056328

4. Реконструкция дерева программой fneighbor

Алгоритм Neighbor-Joining

Изображение дерева Скобочная формула Комментарии

(RS7_CLOTE:0.12724,((((RS7_LACLM:0.06338,
RS7_STRPN:0.03907):0.13069,RS7_PEDPA:0.09217):0.01557,
RS7_STAA1:0.10665):0.01088,(RS7_GEOKA:0.09712,
RS7_LISMO:0.08642):0.03210):0.15038,RS7_CLOB1:0.05815);
Корень находится на ветви 1 -- 6.
Общие ветви с правильным деревом: 1 -- 6; 4 -- 2; 5 -- 4; 6 -- 3; Четыре правильных ветви из пяти - это лучший результат среди трёх программ.
Отличается от правильного одним листом (STAA1), его надо присоединить к ветке 6 -- 3.

Алгоритм UPGMA

Изображение дерева Скобочная формула Комментарии

 ((RS7_CLOB1:0.09269,RS7_CLOTE:0.09269):0.10303,
((RS7_LACLM:0.05122,RS7_STRPN:0.05122):0.10862,
(RS7_STAA1:0.11876,(RS7_PEDPA:0.10890,(RS7_GEOKA:0.09177,
RS7_LISMO:0.09177):0.01713):0.00986):0.04108):0.03589);
Общие ветви с правильным деревом: 7 -- 3; 6 -- 1; 4 -- 2;
Отличается от правильного перестановкой листа PEDRA - его надо бы присоединить к ветке 6 -- 1.
Любопытно, что это уже вторая программа, которая не объединяет GEOKA, LACLM и STRPN.
© Медведева