Занятие 2. Моделирование и реконструкция эволюции гена |
 |
Модель судьбы заданного гена в виде скобочной формулы из файла: (((А:50,B:50):40,(C:60,D:60):20):25,(E:60,F:60):4);
- Создание изображения дерева, описанного заданной формулой.
Воспользуемся программой ChemSketch, чтобы нарисовать дерево, а потом экспортируем в *.gif.
- Описание ветвей дерева как разбиения множества листьев (считаем дерево бескорневым).
A B C D E F . . * * * * * * . . * * * * * * . .
- Получение искуственных мутантных последовательностей.
Создаем директорию (03) для мутантных последовательностей, копируем туда последовательность гена (из 2 семестра выбираем одну из полученных последовательностей, например k03503_134_1678.fasta, переименуем в ilvA.fasta).
Длина гена: 1678-134+1=1545 нк.
Формула пересчета расстояний в число мутаций в данном гене (ilvA): n=округл(длина_гена/100*длину_ветки).
Скрипт для получения мутантных последовательностей: script (сохранен как текст UNIX в FAR, chmod +x script, ./script).
- Реконструирование деревьев (на основе "листьев") различными алгоритмами.
- рабочая поддиректория: 04.
- создать fasta-файл A__F.fasta с последовательностями 6 листьев (A.fasta, ..., F.fasta)
- Алгоритмом максимального правдоподобия:
fdnaml A__F.fasta -outfile A__F.fdnaml -outtreefile A__F.treefile -ttratio 1 -auto+----------B | | +------------F | +-------4 | | +--------------E 1---------3 | | +--------------D | +----2 | +--------------C | +------------A
- подсчитать попарные расстояния между последовательностями:
fdnadist A__F.fasta -outfile A__F.fdnadist -ttratio 1 -auto - Алгоритмом Neighbor-joining:
fneighbor A__F.fdnadist -outfile A__F.fneighbor -outtreefile A__F_fneighbor.treefile -auto+----------B ! ! +--------------C ! +-----3 ! ! +--------------D 1---------4 ! ! +--------------E ! +--------2 ! +-------------F ! +------------A
- Алгоритмом UPGMA:
fneighbor A__F.fdnadist -outfile A__F_upgma.fneighbor -outtreefile A__F_upgma.treefile -treetype u -auto+-----------------------A +------------------1 ! +-----------------------B +-4 ! ! +-----------------------------C ! +------------3 --5 +-----------------------------D ! ! +----------------------------E +--------------2 +----------------------------FПримечание: только этот алгоритм выдал укорененное дерево, причем корень находится между узлами ABCD и EF, как и в исходном дереве.
Внутренние ветви всех деревьев в виде разбиений листьев:A B C D E F
Исходное дерево Алгоритм максимального правдоподобия Алгоритм Neighbor-joining Алгоритм UPGMA . . * * * *
+ + + + * * . . * *
+ + + + * * * * . .
+ + + +
Вывод: реконструированные деревья совпадает по топологии с реальным.
назад