Практикум 4.

1. Составление списка гомологичных белков, включающих паралоги

Сперва, из директории /P/y22/term4/Proteomes были отобраны 8 протеомов бактерий отдела Pseudomonadota: ACICJ AGRFC BORPE BRUSU HAEIN POLAQ RHIME SHEDO. Выбранные последоавтельности были объединены в один файл, а затем он был проиндексирован. Далее, по полученной базе был произведен поиск гомологов белка CLPX_ECLOI с порогом на E-value в 0,0001:

cat *.fasta > complete_proteomes.fasta 

makeblastdb -in ./proteomes/complete_proteomes.fasta -dbtype prot 

2. Реконструкция и визуализация

Рис.1. Дерево, отражающее таксономию выбранных бактерий.

Белковые последовательности находок были помещены в файл и выровняны алгоритмом muscle. Далее, по полученному выравниванию было реконструировано дерево найденных гомологов:

Рис.2. Филогенетическое дерево, построенное по выравниванию последовательностей гомологов белка CLPX_ECOLI, построенно программой IQ-Tree. Укоренение производилось в среднюю точку.

Цветами выделенны три ортологические группы.
Примеры ортологов и паралогов:
Ортологи:
CLPX_POLAQ и CLPX_BORPE
CLPX_HAEN и CLPX_SHEDO
CLPX_RHIME и CLPX_AGRFC
Паралоги:
HSLU_SHEDO и CLPX_SHEDO
HSLU_RHIME, Q92M98_RHIME и CLPX_RHIME
HSLU_BORPE и CLPX_BORPE

Рис.3. Филогенетическое дерево найденных гомологов со "схлопнутыми" ортологическими группами.

На дереве со "схлопнутыми" ортологическими группами красным треугольником обозначена группа белков A5FVF9 из ACICJ и HSLU из BORPE, HAEIN, SHEDO, ACICJ, BRUSU, AGRFC и RHIME. Синим треугольником - Q92M98 из RHIME, Q7CT50 из AGRFC, A0A0H3GCZ6 из BRUCU и A5FVF9 из ACICJ. Желтым - CLPX из POLAQ, BORPE, HAEIN, SHEDO, ACICJ, BRUCU, RHIME, AGRFC.

Филогения красной клады практически соответствует верной (Рис. 1), за исключением того, что BORPE не образует сестринскую группу с POLAQ, который отсутствует в реконструированном дереве. В синей кладе присутствует политомия (RHIME, AGRFC, (BRUCU, ACICJ)), также BRUCU и ACICJ образуют сестринскую группу. Желтая клада полностью соответствует верной филогении.