На главную

Эволюция белков митохондриальных рибосом

  1. Поиск бактериальных гомологов рибосомального белка L33 по нормированному профилю белков L33 митохондриальных рибосом

    1. Общая характеристика обучающей выборки



      Поиск в UniProt последовательностей заданного белка из митохондрий различных эукариот был произведен с помощью запроса SRS:

      Taxonomy Eukaryota;
      Keywords Ribosomal&Mitochondrion;
      Description L33;

      Было найдено 7 белков (fasta), удовлетворяющих всем условиям поиска. Попарное Id варьирует от 22% до 87%. К сожалению, для белка из митохондрий человека, как и для всех остальных найденных, не существует данных о доменной структуре в БД Pfam, поэтому профиль был создан по выравниванию построенному с помощью программы muscle(l33.msf). Веса последовательностей выборки были рассчитаны с помощью программы pfm пакета PFTOOLS. (Взвешенное выравнивание в fasta-формате). Профиль был нормарован с помощью autoscale("простой", "нормированный"). Профили почти ничем не отличаются, однако в поле МА у простого профиля коэффициенты в линейной функции нормирования R1 и R2 равны 0.0 и 0.1, а в нормированном профиле 1.4696 и 0.01008289 соответственно. Также различаются значения рекомендуемого порога поиска (SCORE). По нормированному профилю был произведен поиск гомологов по альфапротеобактериям и гаммапротеобактериям с различными значениями порога.

    2. Результаты поиска по двум группам бактерий с разными значениями порога:



      Значение порога 5,00 10,00 30,00
      Альфапротеобактерий (c GO:0003735) 102 (87) 86 (86) 0
      Гаммапротеобактерий (c GO:0003735) 305 (164) 161 (161) 0
      При установленном пороге в 5.00 программа находит много последовательностей без GO-идентификатора (лишних пос-тей), а последовательностей с GO:0003735 почти столько же, сколько при пороге в 10.00. Поэтому, разумным порогом для поиска по профилю мне кажется именно 10.00. GO-идентификатор "онтология клеточного компонента" (С:) имеют все находки.

    3. Распределение нормированных весов находок в протеомах 2-х групп бактерий.



      Результаты поиска: alpha, gamma.

      По полученным результатам сложно сделать какие-либо предположения о различии медиан этих двух выборок, хотя видно, что веса распределены совершенно по разному. Поэтому распределения весов были исследованы с помощью теста Вилкоксона.

    4. Тест Вилкоксона.


      5. Распределения весов двух групп бактерий были анализированы на наличие различий между их медианами с помощью теста Вилкоксона (пакет STADIA). В результате оказалось, что различия между медианами выборок есть. (В частности были определены значения некоторых величин: Вилкоксон=9325, Z=2,511, Значимость=0,006, степ.своб = 86,161).
      Медиана распределения весов альфапротеобактерий: 12,58
      Медиана распределения весов гаммапротеобактерий: 12,79
      Таким образом, мы можем предположить, что белки митохондриальных рибосом произошли от гаммапротеобактерий.

  2. Филогенетический анализ рибосомальных белков L33 из эукариотических миохондрий и 3-х групп бактерий

    1. Описание выборки

      2. Группа источников рибосом	Число последовательностей	

альфапротеобактерии			86				
гаммапротеобактерии		       161                      
фирмикуты                               7                       		
митохондрии		                7

      Филогенетическое дерево для всех последовательностей:


      Первые буквы названий листьев дерева указывают на группу белков: A,G - альфа- и гаммапротеобактерии, F - белки фирмикут, M - белки митохондриальных рибосом. Из дерева совершенно нельзя сказать, кто является более близким родственником белков митохондриальных рибосом. Белки сгруппрованы по семействам.

    2. Сравнение попарных эволюционных расстояний между митохондриальными белками и белками из альфа- и гаммапротеобактерий


      3. К сожалению, данная гистограмма не дает нам ответа на вопрос о происхождении митохондриальных белков.

    Выводы


    Таким образом, я не могу ни подтвердить, ни опровергнуть гипотезу о происхождении митохондриальных белков от альфапротеобактерий, хотя распределение весов альфа- и гаммапротеобактерий говорит скорее в пользу опровержения этой гипотезы.

©Десислава Митева, 2007