Четвертый семестр

Реконструкция филогенетических деревьев


Задание 1


В таблице представлено, в каких таксонах находятся бактерии, выбранные в предыдущем практикуме.

Название Мнемоника Тип Класс Отряд Семейство
Bacillus anthracis BACAN Firmicutes Bacilli Bacillales Bacillaceae
Clostridium tetani CLOTE Firmicutes Clostridia Clostridiales Clostridiaceae
Finegoldia magna FINM2 Firmicutes Clostridia Clostridiales Clostridiales Family XI. Incertae Sedis
Geobacillus kaustophilus GEOKA Firmicutes Bacilli Bacillales Bacillaceae
Lactobacillus acidophilus LACAC Firmicutes Bacilli Lactobacillales Lactobacillaceae
Lactococcus lactis LACLM Firmicutes Bacilli Lactobacillales Streptococcaceae
Staphylococcus aureus STAA1 Firmicutes Bacilli Bacillales Staphylococcaceae
Streptococcus pyogenes STRP1 Firmicutes Bacilli Lactobacillales Streptococcaceae

Напомним структуру дерева:

pic1

Рисунок 1

В таблице представлены нетривиальные ветви и таксоны, которые они разделяют:

{CLOTE, FINM2} vs {LACAC, LACLM, STRP1, STAA1, BACAN, GEOKA} Классы Bacilli и Clostridia
{CLOTE, FINM2, STAA1, BACAN, GEOKA} vs {LACAC, LACLM, STRP1} Отряд Lactobacillales
{LACLM, STRP1} vs {CLOTE, FINM2, LACAC, STAA1, BACAN, GEOKA} Семейство Streptococcaceae
{STAA1, BACAN, GEOKA} vs {CLOTE, FINM2, LACAC, LACLM, STRP1} Отряд Bacillales
{BACAN, GEOKA} vs {STAA1, STRP1, LACLM, LACAC, FINM2, CLOTE} Семейство Bacillaceae

Задание 2


Для реконструкции филогенетического дерева было выбрано семество белков - факторов элонгации трансляции G (Мнемоника - EFG). Для получения записей в fasta-формате использовалась команда

seqret sw:EFG_BACAN

В JalView получили выравнивание, используя программу Muscle with Defaults, в "блочной" форме (Format > Wrap в меню), с блоками шириной 100 остатков, с раскраской по проценту идентичности. В выравниваниях можно найти диагностические позиции, по которым можно судить, к какому таксону принадлежат бактерии. Позиции для класса Bacilli отмечены на выравниваниях красным, для отряда Lactobacillales - желтым, семейтсва Lactobacillaceae - оранжевым, для семейства Streptococcaceae - бордовым, для семейства Staphylococcaceae - зеленым.

pic2

Рисунок 2

pic3

Рисунок 3

pic4

Рисунок 4

pic5

Рисунок 5

pic6

Рисунок 6

pic7

Рисунок 7

pic8

Рисунок 8

pic9

Рисунок 9

Филогенетическое дерево в JalView можно построить четяремя способами. Далее представлены изображения деревьев, построенных каждым способом, сходства и отличия их от настоящего.

Average Distance Using % Identity

pic10

Общие ветви

Отличия от правильного дерева

В правильном дереве была ветвь {CLOTE, FINM2, STAA1, BACAN, GEOKA} vs {LACAC, LACLM, STRP1}.

Average Distance Using BLOSUM62

pic11

Дерево полностью совпадает с предыдущим.

Neighbour Joining Using % Identity

pic12

Общие ветви

Отличия от правильного дерева

В правильном дереве была ветвь {CLOTE, FINM2, STAA1, BACAN, GEOKA} vs {LACAC, LACLM, STRP1}.

Neighbour Joining Using BLOSUM62

pic13

Дерево не является бинарным.

Общие ветви

Отличия от правильного дерева

В правильном дереве были две отличные от реконструированного ветви:

Было построено дерево с помощью программы MEGA.

pic13

Общие ветви

Отличия от правильного дерева

В правильном дереве была ветвь {CLOTE, FINM2, STAA1, BACAN, GEOKA} vs {LACAC, LACLM, STRP1}.