Филогенетические деревья, реконструированные разными способами


 В работе были реконструированы филогенетические деревья по эталонному выравниванию доменов пяти различных белков глюкокиназы.

 Эталонное выравнивание исследуемых аминокислотных последовательностей белков:

                                                                                                                                                                               
                                            *                 2 0                   *                 4 0                   *                 6 0                   *          
G L K _ X Y L F T _   :   L V A D I G G T N A R F A L A N P T L T S - - - A P L L N D S M R E F A V I E F P S L G E A A Q H Y L H - - H I G I H T T K - - - - G V F A   :   6 1
G L K _ X A N C P _   :   L V A D I G G T N A R F A L A D I D A S V - - - - P L L D D T C R E F A V V E F G S L G E A A R Y Y L D - - Q I G V Q A T K - - - - G V F A   :   6 0
G L K _ E R W C T _   :   L V G D V G G T N T R L A L C D A M T G E - - - - - - - L S Q I E T Y S G L D F P S L E G A I R D Y L D S R Q V T V Q D - - - - - - A C I A   :   5 7
G L K _ E C O L I _   :   L V G D V G G T N A R L A L C D I A S G E - - - - - - - I S Q A K T Y S G L D Y P S L E A V I R V Y L E E H K V E V K D - - - - - - G C I A   :   5 7
G L K _ S Y N Y 3 _   :   L A G D I G G T K T I L A L V T I N E S S P G L A R P V T L F E Q T Y S S P A F P D L V P M V Q Q F R Q E A A F V L G N P I S V A K A C F A   :   7 0
                          L     D   G G T         A L                                                         L                                                     A          

 

  На основе матрицы попарных совпадений последовательностей в этом выравнивании была построена матрица эволюционных расстояний между исследуемыми последовательностями. Затем было построено филогенетическое дерево.

 Выполнение работы отображено в Рабочей книге UPGMA.xls.


 Правильная скобочная структура получившегося дерева:

((((GLK_ECOLI:0.12,GLK_ERWCT:0.12):0.31625, (GLK_XYLFT:0.12,GLK_XANCP:0.12):0.31625): 0.36125),GLK_SYNY3:0.36125);.

 Была выполнена графическая визуализация дерева по его правильной скобочной структуре посредством программ drawtree и drawgram.

 Первая из них строит неукоренённое дерево (соответствует левому рисунку), а вторая программа строит укоренённое дерево (соответственно, правому рисунку).

 Полученные изображения:

.
 Правое изображение лучше отображает представление о данном дереве, потому что укоренённом дереве выделяется исходный белок и его эволюционный путь. По данному дереву можно сказать, что существовал исходный белок, который дал начало белку GLK_SYNY3 и ещё одному белку, который, в свою очередь, опять дал начало двум веткам белков. Одна из них разделилась на белки GLK_ECOLI и GLK_ERWCT, а другая - на белки GLK_XYLFT и GLK_XANCP.

 

 

 Затем, были построены филогенетические деревья по методу ближайших соседей. Метод основан на множественном выравнивании аминокислотных последовательностей, выполненном посредством программы emma. Полученный в ходе работы файл NJ.dnd содержит скобочную структуру филогенетического дерева:

((GLK_XYLFT:0.11566,GLK_XANCP:0.11419):0.20104,(GLK_ERWCT:0.12383,GLK_ECOLI:0.11293):0.16846,GLK_SYNY3:0.39384);.

 На её основе были построены неукоренённое и укоренённое деревья:

.

 Сравнивая NJ-дерево с UPGMA-деревом, видно, что неукоренённые деревья практически совпадают, они отличаются лишь порядком расположения на плоскости рисунка двух ветвей филогенетического дерева, что несущественно и непринципиально. Укоренённые же деревья отличаются, т. к. в NJ-дереве исходный белок, в отличие от UPGMA-дерева, даёт начало не белку GLK_SYNY3 и одной ветви, которая затем разделится на 2 двойные ветви, а одной двойной ветви белков GLK_XYLFT и GLK_XANCP и ветви, делящейся на белок GLK_SYNY3 и ветвь белков GLK_ECOLI и GLK_ERWCT. При построении филогенетических деревьев разными способами получились неодинаковые сценарии эволюции белков.

 

На главную страницу второго семестра

©Дмитрий