Семестры
 :Главная   :Семестры   :Сайт ФББ
Эволюция белков михондриальных рибосом

  1. Поиск бактериальных гомологов среди альфа- и гаммапротеобактерий по нормированному профилю белков L16 митохондриальных рибосом
  2. Общая характеристика обучающей выборки
    Запросом SRS:
    Keywords: ribosomal & mitochondr*
    Description: L16
    Taxonomy:Eukaryota
      было найдено 18 записей.
    Далее мы рассмотрели доменную организацию белков, взяв в качестве примера доменную организацию белка L16 из митохондриальной рибосомы человека, для этого воспользовавшись базой данных Pfam(идентификатор Pfam - PF00252):



    Source Domain Start End
    PfamA Ribosomal_L16 45 191


    Для данных последовательностей были получены выравнивания:

    A) Программой muscle + веса (с помощью pwf из пакета PFTOOLs)(результат).
    Б) Из базы данных Pfam - выравнивания доменов (результат)(колонки,состоящие только из гэпов были удалены). При сравнении был сделан вывод,что выравнивание полных последовательностей в области домена совпадает с выравниванием Pfam. Следовательно, muscle выровнял последовательности довольно качественно.

    По взвешенному выравниванию построили профиль с помощью pfmake. Затем нормировали профиль с помощью autoscale.В данном случае нам необходимо знать, что имеются различия в нескольких полях значений: во-прервых это значения коэффициентов линейной зависимости,полученных в результате нормировки, которая позволяет нам оценить силу профиля относительно случайно сгенерированной базы данных, R1=1,9579 и R2=0,01199294, и, во-вторых, значение порога, который определяет уровень действительно значимых находок SCORE,определяющийся по формуле SCORE2=SCORE1*R1+R2.
    Поиск и фильтрация гомологичных последовательностей.

    С помощью программы pfsearch был проведен поиск гомологичных белков отдельно для альфапотеобактерий и для гаммапротеобактерий. Для поиска использовался нормированный вариант профиля. Каждый поиск проводился с разными порогами. Изначально это были пороги 5.0, 10.0. Однако если посмотреть в файл результата поиска по профилю с заданным порогом,то можно увидеть, что пороги вариьируются в пределах 5.0-7.0 , и 30.0 и выше, поэтому целесообразно было использовать порог 6.0. Результаты .Таким образом, пороговое значение 6.0 позволяет находить гомологичные последовательности, почти все из которых имеют пометку GO в описании. Поэтому для поиска по профилю было выбрано именно значение 6.0.
    Анализ результатов.
    По нормированному профилю был проведен поиск с пороговым значением 6.0. По весам находок отдельно для альфапротеобактерий и отдельно для гаммапротеобактерий с помощью средств Excel были построены гистограммы , приведенные в файле.
    Табл.1.Распределение весов находок альфа- и гаммапротеобактерий.

    Оценочно можно прикинуть,что среднее для весов альфапротеобактерий больше,чем среднее для весов гаммапротеобактерий. Однако оценить среднее данных выборок на глаз сложно,поэтому в этих целях воспользоваться статистическим анализом, предоставленном пакетом STADIA, и применим критерий Вилкоксона.
    Тест Вилкоксона.

    Т.к. нормированные веса в среднем больше для альфа-, чем для гаммапротеобактерий, то можно сделать вывод, что белок L16 митохондрий ближе к альфапротеобактериям.
    Филенетический анализ.
    При помощи сервера SRS было получено 8 последовательностей рибосомальных белков из Firmicutes, имеющих то же название, что и заданный белок,но разных родов.Из этих последовательностей была составлена внешняя группа.
    Вид запроса:
    Description: L16
    Taxonomy:Firmicutes
    Кроме того, был получен файл со всеми последовательностями из альфа- и гаммапротеобактерий, последовательностями из эукариот и фирмикут.
    Описание выборки в виде таблицы:
    Группа организмовЧисло последовательностей.
    Eukaryota18
    Alphaproteobacteria83
    Gammaproteobacteria155
    Firmicutes8

    Филогенетическое дерево.
    Филогенетическое дерево построено методом максимального правдоподобия на основе выравнивания митохондрильных белков рибосом эукориот (начинаются на "m"), выборки белков рибосом формикут (начинаются на "f") из разных родов и найденных по профилю, построенному выше, белков альфа- (начинаются на "a") и гаммапротеобактерий(начинаются на "g").
    Попарные эволюционные расстояния(по Джуксу-Кантору)
    Попарные эволюционные расстояния(по Джуксу-Кантору) были построены из множественного выравнивания, с использованием программы protdist. Гистограммы распределения попарных эволюционных расстояний между митохондриальными белками и белками из гаммапротеобактерий(красная), и между митохондриальными белками и белками из альфапротеобактерий(синяя), причём производилась нормировка для достоверности результатов. Файл Excel.
    Из гистограммы видим,что попарные расстояния от белков митохондрий в среднем ближе к альфапротеобактериям. Биологический смысл этого в том, что по результатам альфапротеобактерии оказываются эволюционно ближе к митохондриям.

  3. Заключение
  4. .
    Результаты поиска по профилю и распределение попарных эволюционных расстояний,a также результат построения филогенетического дерева говорит о том, что белок L16 рибосом митохондрий ближе к альфапротеобактериям, чем к гаммапротеобактериям.

©Кирилин Евгений,2007