Отчет о проделанной работе по 27 занятию

Построение филогенетических деревьев
1. Создание матрицы с наивными попарными эволюционными расстояниями.
При выполнении зачетного задания №5 мы строили матрицу попарного сходства для 5 белков:
Acc \ Acc
UBIC_ECOLI XYND_RUMFL TRYD_VIBCH ASNS_TRIVS ASNS_BRAOL
UBIC_ECOLI
X
4.3%
5.1%
5.8%
5.0%
XYND_RUMFL
4.3%
X
0.7%
4.3%
0.1%
TRYD_VIBCH
5.1%
0.7%
X
1.2%
0.1%
ASNS_TRIVS
5.8%
4.3%
1.2%
X
81.2%
ASNS_BRAOL
5.0%
0.1%
0.1%
81.2%
X
По результатам этой матрицы была построена матрица наивных попарных эволюционных
расстояний. Алгоритм ее построения можно записать так: Aij =100 - nij,
где Aij – это наивное эволюционное расстояние, nij – значение сходства для двух белков (ID),
округленное до целого значения (т.к. это учебная задача). Ниже приведена матрица с
полученными результатами:
Acc \ Acc
UBIC_ECOLI XYND_RUMFL TRYD_VIBCH ASNS_TRIVS ASNS_BRAOL
UBIC_ECOLI
X
96
95
94
95
XYND_RUMFL
96
X
99
96
100
TRYD_VIBCH
95
99
X
99
100
ASNS_TRIVS
94
96
99
X
19
ASNS_BRAOL
95
100
100
19
X
2. Два алгоритма построения дерева на основе матриц попарных эволюционных расстояний.
Для построения деревьев мы использовали программу eneighbor из пакета программ
EBOSSUM.
В этой части задания мы знакомимся с двумя алгоритмами построения филогенетических
деревьев на основе матриц попарных эволюционных расстояний. Первый алгоритм – это
Neighbor-joining, NJ (или алгоритм ближайших соседей). Второй - UPGMA (Unweighted Pair
Group with Arithmetic Mean) или нечто вроде «попарной не взвешенной кластеризации с
арифметическим усреднением».
3. Визуализация деревьев и сравнение их топологии.
Филогенетическое дерево построенное по алгоритму NJ
Филогенетическое дерево построенное по алгоритму
UGMA
Скобочные структуры:
((XYND_RUMFL:49.25000,(ASNS_TRIVS:8.50000,ASNS_BR
AOL:10.50000):39.25000,(UBIC_ECOLI:45.50000,
TRYD_VIBCH:49.50000):0.75000);
(((UBIC_ECOLI:47.25000,(ASNS_TRIVS:9.50000
,ASNS_BRAOL:9.50000):37.75000):1.41667,
XYND_RUMFL:48.66667):0.45833,TRYD_VIBC
H:49.12500);
При построении филогенетических деревьев по различным алгоритмам получились
различные результаты.
Эволюция согласно дереву NJ:
От какого-то гипотетического предка произошли три белка. Один из них – XYND_RUMFL, от
второго произошли белки ASNS_TRIVS и ASNS_BRAOL, от третьего произошли: UBIC_ECOLI и
TRYD_VIBCH
Эволюция согласно дереву UPGMA:
От гипотетического предка произошли два белка. Один из них –TRYD_VIBC. От другого
произошли еще два белка: XYND_RUMFL и предок белков UBIC_ECOLI, ASNS_TRIVS и ASNS_BRAOL
Отличие:
Алгоритм NJ предполагает образование сразу трех «промежуточных» белков от древнего
гипотетического предка, тогда как UPGMA рассматривает последовательное образование новых
белков от предков в каждом поколении парами.
Неукорененная кладограмма, на которой красным отмечен предполагаемый корень.