Семестр 4. Блок 1: Практикум 1 Практикум 2 Практикум 3.

Моделирование и реконструкция эволюции гена

Дерево:

Разбиения дерева ветвями:

A	B	C	D	E	F
.	*	*	*	*	*
*	.	*	*	*	*
*	*	.	*	*	*
*	*	*	.	*	*
*	*	*	*	.	*
*	*	*	*	*	.
.	.	*	*	*	*
.	.	.	*	*	*
.	.	.	.	*	*

Формула пересчета расстояния в количество мутаций: A1/100*1068, где A1 - расстояние (количество мутаций на 100 нуклеотидов, 1068 - длина нуклеотидной последовательности).

Последовательность
Исходная	Конечная	Мутаций
ABCDEF	ABCD	53
ABCDEF	EF	320
ABCD	ABC	107
ABCD	D	854
ABC	AB	374
ABC	C	961
AB	A	961
AB	B	961
EF	E	748
EF	F	748

Скрипт для создания мутантных последовательностей:

msbar ABCDEF.fasta ABCD.fasta -point 4 -count 53 -auto

msbar ABCDEF.fasta EF.fasta -point 4 -count 320 -auto

msbar ABCD.fasta ABC.fasta -point 4 -count 107 -auto

msbar ABCD.fasta D.fasta -point 4 -count 854 -auto

msbar ABC.fasta AB.fasta -point 4 -count 374 -auto

msbar ABC.fasta C.fasta -point 4 -count 961 -auto

msbar AB.fasta A.fasta -point 4 -count 961 -auto

msbar AB.fasta B.fasta -point 4 -count 961 -auto

msbar EF.fasta E.fasta -point 4 -count 748 -auto

msbar EF.fasta F.fasta -point 4 -count 748 -auto

Алгоритм максимального правдоподобия

fdnaml all.fasta -ttratio 1 -auto

+------------------B

| +----------------F

| +--------4

| +-------3 +---------------E

| | |

1-----2 +---------------------D

| |

| +-----------------------C

+-----------------------A

Neighbor-joining

fneighbor all.fdnadist -auto

+-------------------B

! +-----------------------C

3------4

! ! +---------------------D

! +---------2

! ! +-------------E

! +---------1

! +-------------------F

+-----------------------A

remember: this is an unrooted tree!

UPGMA

fneighbor all.fdnadist -treetype u -auto

Negative branch lengths allowed

+---------------------A

+---2

+----4 +---------------------B

! !

! +-------------------------C

--5

! +------------------------D

+-----3

! +----------------E

+-------1

+----------------F

Сравнение полученных деревьев

A	B	C	D	E	F	исходное	max правд.	NJ	UPGMA
.	*	*	*	*	*	+	+	+	+
*	.	*	*	*	*	+	+	+	+
*	*	.	*	*	*	+	+	+	+
*	*	*	.	*	*	+	+	+	+
*	*	*	*	.	*	+	+	+	+
*	*	*	*	*	.	+	+	+	+
.	.	*	*	*	*	+	+	+	+
.	.	.	*	*	*	+	+	+	+
.	.	.	.	*	*	+	+	+	+

Как видим, топология деревьев (если считать их бескорневыми) совпадает.

Однако все программы, кроме UPGMA реконструируют неукорененные деревья. UPGMA укореняет дерево, но не в том месте (должно быть в районе узла 3, а не 5).

A	B	C	D	E	F
.	*	*	*	*	*
*	.	*	*	*	*
*	*	.	*	*	*
*	*	*	.	*	*
*	*	*	*	.	*
*	*	*	*	*	.
.	.	*	*	*	*
.	.	.	*	*	*
.	.	.	.	*	*

A	B	C	D	E	F
.	*	*	*	*	*
*	.	*	*	*	*
*	*	.	*	*	*
*	*	*	.	*	*
*	*	*	*	.	*
*	*	*	*	*	.
.	.	*	*	*	*
.	.	.	*	*	*
.	.	.	.	*	*

A	B	C	D	E	F
.	*	*	*	*	*
*	.	*	*	*	*
*	*	.	*	*	*
*	*	*	.	*	*
*	*	*	*	.	*
*	*	*	*	*	.
.	.	*	*	*	*
.	.	.	*	*	*
.	.	.	.	*	*