Главная

I Семестр

II Семестр

III Семестр

IV Семестр

Проекты

Обратная Связь

Построение филогенетического дерева

• 1. Отобранные бактерии

  Название	Мнемоника
  Rhizobium etli	RHIEC
  Ralstonia pickettii	RALPJ
  Neisseria meningitidis	NEIMA
  Yersinia pestis	YERPE
  Vibrio cholerae	VIBCH
  Haemophilus influenzae	HAEIN
  Pasteurella multocida	PASMU
  Proteus mirabilis	PROMH

• 2. Скобочная формула дерева

  (RHIEC, ((RALPJ, NEIMA), (VIBCH, ((PASMU, HAEIN), (PROMH, YERPE)))));

• 3. Изображение дерева

  

  Синим выделены нетривиальные ветви дерева.

• 4. Нетривиальные ветви

  1. {RALPJ, NEIMA} против {RHIEC, VIBCH, PASMU, HAEIN, PROMH, YERPE}
  2. {RHIEC, RALPJ, NEIMA} против {VIBCH, PASMU, HAEIN, PROMH, YERPE}
  3. {RHIEC, RALPJ, NEIMA, VIBCH} против {PASMU, HAEIN, PROMH, YERPE}
  4. {RHIEC, RALPJ, NEIMA, VIBCH, PROMH, YERPE} против {PASMU, HAEIN}
  5. {RHIEC, RALPJ, NEIMA, VIBCH, PASMU, HAEIN} против {PROMH, YERPE}

Продолжение

• 1. Таксономия бактерий

  При помощи таксономического сервиса NCBI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/taxonomy/; определил, к каким таксонам относятся отобранные мною бактерии.

  Название	Таксономия
  Rhizobium etli	Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhizobiales; Rhizobiaceae; Rhizobium/Agrobacterium group; Rhizobium
  Ralstonia pickettii	Bacteria; Proteobacteria; Betaproteobacteria; Burkholderiales; Burkholderiaceae; Ralstonia
  Neisseria meningitidis	Bacteria; Proteobacteria; Betaproteobacteria; Neisseriales; Neisseriaceae; Neisseria
  Vibrio cholerae	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Vibrionales; Vibrionaceae; Vibrio
  Pasteurella multocida	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pasteurellales; Pasteurellaceae; Pasteurella
  Haemophilus influenzae	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pasteurellales; Pasteurellaceae; Haemophilus
  Proteus mirabilis	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacteriales; Enterobacteriaceae; Proteus
  Yersinia pestis	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacteriales; Enterobacteriaceae; Yersinia

  Далее приведу таксоны которые отделяют нетривиальные ветви (нумерацию как в предыдущем задание)

  1. Отделяет Betaproteobacteria
  2. Отделяет Gammaproteobacteria
  3. -
  4. Отделяет Pasteurellales; Pasteurellaceae
  5. Отделяет Enterobacteriales; Enterobacteriaceae

• 2. Семейство белков для реконструкции филогенитического дерева

  Я взял следующее семейство белков (Фактор элонгации трансляции Ts) получил с помощью команды seqret аминокислотные последовательности белков, выбранных мной бактерий. Затем воспользовался программой Mafft в результате чего получил множественное выравнивание в fasta-формате (mp_mafft.fasta)

• 3. Реконструкцию дерева программой fprotpars

  Программа fprotpars выдала всего одно дерево.

  

  Полученное дерево имеет следующую скобочную формулу:
  (RHIEC, (RALPJ, (NEIMA, (VIBCH, ((PASMU, HAEIN), (PROMH, YERPE))))));
  Полученное дерево и дерево из предыдущего задание отличаются. В полученном дереве есть нетривиальная ветвь 1' - ({RALPJ, RHIEC} против {NEIMA, VIBCH, PASMU, HAEIN, PROMH, YERPE})в связи с этим отсутсвует нетривиальная ветвь 1 - ({RALPJ, NEIMA} против {RHIEC, VIBCH, PASMU, HAEIN, PROMH, YERPE}).

• 4. Оценка эволюционных расстояния между последовательностями программой fprotdist

  С помощью программы fprotdist была построенна матрица расстояний по множественному выравниванию.

  RHIEC       0.000000  0.952542  0.853172  0.911172  0.788978  0.809924  0.870521  0.865587
  RALPJ       0.952542  0.000000  0.651425  0.866461  0.846062  0.829169  0.869665  0.859547
  NEIMA       0.853172  0.651425  0.000000  0.873420  0.731265  0.763463  0.793638  0.822947
  VIBCH       0.911172  0.866461  0.873420  0.000000  0.359863  0.385027  0.425615  0.426919
  PASMU       0.788978  0.846062  0.731265  0.359863  0.000000  0.193014  0.291674  0.301713
  HAEIN       0.809924  0.829169  0.763463  0.385027  0.193014  0.000000  0.335116  0.353217
  PROMH       0.870521  0.869665  0.793638  0.425615  0.291674  0.335116  0.000000  0.189185
  YERPE       0.865587  0.859547  0.822947  0.426919  0.301713  0.353217  0.189185  0.000000
  

  Проверим данную матрицу на ультраметричность и аддитивность.
  Для выполнения принципа ультраметричности необходимо, чтобы для трёх расстояний между тремя листьями два всегда равны между собой и не меньше третьего.
  Возьмем VIBCH, PROMH и YERPE имеем следующие расстояния: 0.425615 (между VIBCH и PROMH), 0.426919 (между VIBCH и YERPE) и 0.189185 (между PROMH и YERPE), принцип выполняется, отклонение от равенства 0.001304.
  Возьмем еще одну тройку - RALPJ, PASMU и HAEIN имеем следующие расстояния: 0.846062 (между RALPJ и PASMU), 0.829169 (между RALPJ и HAEIN) и 0.193014 (между PASMU и HAEIN), принцип выполняется, отклонение от равенства 0.016893.
  Для выполнения принципа аддитивности необходимо, чтобы для четырех последовательностей A,B,C,D были три суммы расстояний 1) d(A,B) + d(C,D); 2) d(A,C) + d(B,D); 3) d(A,D) + d(B,C) причем, две равны между собой и больше третьей.
  Возьмем PASMU, HAEIN, PROMH и YERPE имеем следующие расстояния : d(PASMU, HAEIN) + d(PROMH, YERPE)=0.382199, d(PASMU, PROMH) + d(HAEIN, YERPE)=0.644891 и d(PASMU, YERPE) + d(HAEIN, PROMH)=0.636829, принцип выполняется, отклонение от равенства 0.008062.

• 5. Реконструкцию дерева программой fneighbor

  Были получите две реконструкции дерева программой fneighbor, используя два алгоритма: UPGMA и Neighbor-Joining
  Neighbor-Joining:
  ((RALPJ:0.35784,NEIMA:0.29358):0.11388,(VIBCH:0.23290,((PASMU:0.08202, HAEIN:0.11100):0.03618,(PROMH:0.09062,YERPE:0.09856):0.09315):0.00624):0.20623,RHIEC:0.46326);

  

  
  UPGMA:
  (RHIEC:0.43228,((RALPJ:0.32571,NEIMA:0.32571):0.08707,(VIBCH:0.19968, ((PASMU:0.09651,HAEIN:0.09651):0.06371,(PROMH:0.09459,YERPE:0.09459):0.06562):0.03946):0.21310):0.01950);

  

  Деревья полученные программой fneighbor полностью совпадают с правильным деревом и отличаются от дерева, полученного с помощью программы fprotpars, различия в нетривиальных ветвях 1 и 1'.