Программой eprotdist была построена матрица попарных расстояний между последовательностями десяти ортологов белка DTD_ECOLI:
DTD_YERPE 0.00
DTD_PHOPR 0.38
DTD_PASMU 0.85
DTD_VIBPA 0.88
DTD_VIBVU 0.87
DTD_HAEIN 0.78
DTD_VIBCH 0.83
DTD_HAEDU 0.80
DTD_MANSM 0.81
DTD_SHEON 0.47
Реконcтрукция неукоренённого дерева методом Neighbor-Joining
Программой eneighbor с помощью метода Neighbor-Joining было реконструировано филогенетическое дерево последовательностей десяти ортологов белка DTD_ECOLI. Его скобочная формула:
((DTD_PASMU:0.15117,(DTD_HAEIN:0.07147,DTD_MANSM:0.12419):0.09239):0.04005,
DTD_HAEDU:0.21844,(((DTD_YERPE:0.18888,DTD_SHEON:0.28534):0.03745,
DTD_PHOPR:0.15170):0.35237,((DTD_VIBPA:0.03058,DTD_VIBVU:0.01841):0.02595,
DTD_VIBCH:0.07150):0.19017):0.05390);
Изображение дерева:
+DTD_PASMU
+--7
! ! +---DTD_HAEIN
! +-----3
! +------DTD_MANSM
!
----DTD_HAEDU
!
! +DTD_YERPE
! +--1
! + +-----DTD_SHEON
! ! !
! ! +DTD_PHOPR
+--6
! +-DTD_VIBPA
! +--4
+5 +DTD_VIBVU
!
+---DTD_VIBCH
Between And Length
----
7 DTD_PASMU 0.15117
3 DTD_HAEIN 0.07147
3 DTD_MANSM 0.12419
8 DTD_HAEDU 0.21844
1 DTD_YERPE 0.18888
1 DTD_SHEON 0.28534
2 DTD_PHOPR 0.15170
4 DTD_VIBPA 0.03058
4 DTD_VIBVU 0.01841
5 DTD_VIBCH 0.07150
Реконструкция укоренённого ультраметрического дерева методом UPGMA
Программой eneighbor с помощью метода UPGMA было реконструировано филогенетическое дерево последовательностей десяти ортологов белка DTD_ECOLI. Его скобочная формула:
(((DTD_YERPE:0.19026,DTD_PHOPR:0.19026):0.04630,DTD_SHEON:0.23656):0.18584,
(((DTD_PASMU:0.17069,(DTD_HAEIN:0.09783,DTD_MANSM:0.09783):0.07286):0.04717,
DTD_HAEDU:0.21786):0.04586,((DTD_VIBPA:0.02449,DTD_VIBVU:0.02449):0.03648,
DTD_VIBCH:0.06098):0.20274):0.15868);
Изображение дерева:
+DTD_YERPE
+--5
+ +DTD_PHOPR
! !
! +--DTD_SHEON
!
! +DTD_PASMU
--9 +--4
! ! ! +-----DTD_HAEIN
! +--6 +---3
! ! ! +-----DTD_MANSM
! ! !
+ +-DTD_HAEDU
!
! +DTD_VIBPA
! +--1
+2 +DTD_VIBVU
!
+--DTD_VIBCH
Between And Length
----
5 DTD_YERPE 0.19026
5 DTD_PHOPR 0.19026
7 DTD_SHEON 0.23656
4 DTD_PASMU 0.17069
3 DTD_HAEIN 0.09783
3 DTD_MANSM 0.09783
6 DTD_HAEDU 0.21786
1 DTD_VIBPA 0.02449
1 DTD_VIBVU 0.02449
2 DTD_VIBCH 0.06098
Нахождение предположительного корня неукоренённого дерева
Неукорененное дерево | Укорененное дерево |
+DTD_PASMU +--7 ! ! +---DTD_HAEIN ! +-----3 ! +------DTD_MANSM ! ----DTD_HAEDU ! ! +DTD_YERPE ! +--1 ! +2 +-----DTD_SHEON ! ! ! ! ! +DTD_PHOPR +--6 ! +-DTD_VIBPA ! +--4 +5 +DTD_VIBVU ! +---DTD_VIBCH |
+DTD_YERPE +--5 + +DTD_PHOPR ! ! ! +--DTD_SHEON ! ! +DTD_PASMU --9 +--4 ! ! ! +-----DTD_HAEIN ! +--6 +---3 ! ! ! +-----DTD_MANSM ! ! ! + +-DTD_HAEDU ! ! +DTD_VIBPA ! +--1 +2 +DTD_VIBVU ! +--DTD_VIBCH |
Ветвь неукоренённого дерева, укоренение в которую дало бы дерево, максимально близкое к дереву, реконтруированному методом UPGMA - ветвь между узлами 2 и 6.
5. Сравнение топологий деревьев
Сравнение удобнее начать снизу. Можно установить следующее соответствие между узлами неукорененного и укорененного дерева:
Неукорененное | Укорененное |
5 4 6 8 7 3 2 1 | 2 1 8 6 4 3 7? 5? |
Таким образом, для всех ветвей (кроме одной) из неукорененного дерева существует тождественная ей ветвь в неукорененном дереве. Единственное отличие – в ветви неукорененного дерева между узлами 1 и 2. Эта ветвь разделяет листья на подмножество {DTD_YERPE, DTD_SHEON} и подмножество всех остальных листьев. В укорененном дереве такой ветви нет. Зато там есть ветвь между узлами 5 и 7, разделяющая листья на подмножество {DTD_YERPE, DTD_PHOPR} и подмножество всех остальных листьев, этой ветви нет в неукорененном дереве. Получается, что последовательности DTD_PHOPR и DTD_SHEON как бы поменялись местами.
Графическая визуализация дерева по его скобочной формуле
Графическая реализация неукорененного дерева выглядит следующим образом:
7. Реализация алгоритма UPGMA "вручную"
Для реализации алгоритма UPGMA "вручную" я выбрала пять первых последовательностей:
DTD_YERPE DTD_PHOPR DTD_PASMU DTD_VIBPA DTD_VIBVU
DTD_YERPE 0.00000
DTD_PHOPR 0.38
DTD_PASMU 0.85000
DTD_VIBPA 0.88666 0.00000
DTD_VIBVU 0.87153 0.04899 0.00000
DTD_VIBPA
or DTD_YERPE DTD_PHOPR DTD_PASMU
DTD_VIBVU
DTD_VIBPA
or 0.00000
DTD_VIBVU
DTD_YERPE 0.881
DTD_PHOPR 0.692195 0.38051 0.00000
DTD_PASMU 0.449
DTD_YERPE DTD_VIBPA
or or DTD_PASMU
DTD_PHOPR DTD_VIBVU
DTD_YERPE
Or 0.00000
DTD_PHOPR
DTD_VIBPA
or 0.786
DTD_VIBVU
DTD_PASMU 0.81809 0.449095 0.00000
DTD_VIBPA
or DTD_YERPE
DTD_VIBVU or
or DTD_PHOPR
DTD_PASMU
DTD_VIBPA
or
DTD_VIBVU 0.00000
or
DTD_PASMU
DTD_YERPE
or 0.8024
DTD_PHOPR
DTD_VIBPA
1 0.02450
DTD_VIBVU
0.02450
0.20005
3
0.17
4
DTD_PASMU
0.21097 DTD_YERPE
0.19026
2 0.19026
DTD_PHOPR
