Реконструкция филогении по РНК. Паралоги


1. Построение дерева по нуклеотидным последовательностям
Нуклеотидные последовательности 16S рРНК всех выбранных бактерий были взяты в банке данных NCBI. Последовательности были выравнены в Jalview; на основе выравнивания программой MEGA было построено дерево (методом Максимального правдоподобия). Результат представлен на рисунке 1.

Рис. 1 Полученное дерево (ML)

Видно, что построенное дерево не соответветствует реальному: вместо нетривиальной ветви {CLOTE, CLOBA, LACAC, STRP1, STAAR} vs {BACAN, GEOKA} на дереве притствует ветвь {CLOTE, CLOBA, LACAC, STRP1, GEOKA} vs {BACAN, STAAR}.
Причиной неточности, вероятно, является то, что при анализе нуклеотидных последовательностей не учитываются синонимичные замены и замены на аминокислоу с аналогичными свойствами - аргумент в пользу выравнивания белковых последовательнотей.
Также заметим, что у неправильной ветви довольно низкая поддержка бутстрепа.

2. Построение и анализ дерева, содержащего паралоги
Протеомы бактерий были записаны в один файл. Далее был проведен поиск гомологов белка CLPX_BACSU программой blastp. Первые 18 находок приведены в таблице №1.

Таблица №1
Найденные гомологи
Мнемоника Продукт
CLPX_BACAN ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
CLPX_GEOKA ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
CLPX_STAAR ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
CLPX_CLOTE ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
CLPX_CLOBA ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
Q5FKR6_LACAC ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
J7M389_STRP1 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
CLPX_STRP1 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX
HSLU_LACAC ATP-dependent protease ATPase subunit HslU
HSLU_GEOKA ATP-dependent protease ATPase subunit HslU
HSLU_BACAN ATP-dependent protease ATPase subunit HslU
HSLU_STAAR ATP-dependent protease ATPase subunit HslU
Q5L436_GEOKA ATP-dependent Clp protease ATPase subunit
Q81VV9_BACAN ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpC
Q890L5_CLOTE Negative regulator of genetic competence mecB/clpC
CLPL_STAAR ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpL
CLPC_STAAR ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpC
Q899V4_CLOTE Negative regulator of genetic competence mecB

Вышеперечисленные белковые последовательности были выравнены в Jalview, затем по ним было построено дерево программой MEGA методом Neighbor-joining (рис. 3)

Рис. 1 Полученное дерево (NJ)

На рисунке 2 приведены примеры ортологов и паралогов; также отмечены такие эволюционные события как дупликаци гена и разделение путей эволюции белков в результате видообразования.