Реконструкция деревьев по нуклеотидным последовательностям. Деревья. содержащие паралоги.

1. Построение дерева по нуклеотидным последовательностям

Требовалось построить филогенетическое дерево, используя последовательности 16S рРНК для некоторых бактерий.

Название Мнемоника AC 16S рРНК координаты цепь
Clostridium tetani CLOTE AE015927 176113..177621 прямая
Clostridium botulinum CLOB1 CP000726.1 48468..49969 прямая
Finegoldia magna FINM2 AP008971 197837..199361 прямая
Bacillus anthracis BACAN AE016879 29129..30635 прямая
Bacillus subtilis BACSU AL009126 30279..31832 прямая
Listeria monocytogenes LISMO CP007492.1 242732..244284 прямая
Staphylococcus aureus STAA1 CP003808 540419..542060 прямая
Staphylococcus epidermidis STAES AE015929 1598006..1599559 обратная

Все последовательности лежат тут. Выравнивались эти последовательности в программе Jalview алгоритмом Muscle. Методом Neigbour joining пакета MEGA было реконструировано дерево.

Правильное дерево Полученное дерево

Для того, чтобы сравнить деревья сделали таблицу:

Как видно из изображения нового дерева и таблицы, основная проблема при построении дерева была в ветви ((STAA1,STAES),BACAN), неверность данного построения и подтверждается бутстреп анализом (подкрепление данной ветви мало).

2. Построение и анализ дерева, содержащего паралоги

В задание требовалось найдите в своих бактериях достоверные гомологи белка CLPX_BACSU. Построить дерево этих гомологов. Считая дерево реконструированным верно, указать несколько пар ортологов и несколько пар паралогов. Привести примеры отражённых на дереве эволюционных событий двух типов: 1) дупликация гена; 2) разделение путей эволюции белков в результате видообразования.

Чтобы найти гомологов в заданных организмах, воспользовались файлом proteo.fasta, где лежат записи банка UNIPROT, относящиеся к выбранным бактериям. Провели поиск гомологов программой blastp(с порогом на E-value 0,001) и отобрали по мнемонике видов только те находки, которые относятся к отобранным ранее бактериям.

Получили файл homologs.fasta с 37 гомологами белка CLPX_BACSU. Затем получили файл homolog-ali.fasta, выровнив последовательности командой:

muscle -in homologs.fasta -out homolog-ali.fasta.

Произведем реконструкцию дерева в программе MEGA методом Neighbour Joining с использованием метода Bootstrap для большей наглядности. Полученное дерево:

Будем считать:

Ортологи а) из разных организмов; б) разделение их общего предка на линии, ведущие к ним, произошло в результате видообразования.

Паралоги гомологичные белки из одного организма.

Примеры:

Ортологи: HSLU у STAA1, STAES, LISMO и BACAN

Паралоги: C2NBK7, B1SHF4 и B0AWL5 у BACAN

Отраженные на дереве эволюционные события:

Источники информации:

© Tishina Sofia, 2013