باستخدام تحليل النشوء والتطور للتحقيق التوكسينات الجينات الأصل

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الوراثة النباتية مثل كيفية جمع التسلسلات وكيفية تحديد نموذج الحساب الصحيح. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه من السهل جدا تعلمها. بشكل عام ، قد يكافح أولئك الجدد في هذه الطريقة لمجرد أنهم لا يعرفون كيفية التعامل مع البيانات بسبب نقص المعرفة الأساسية بمبادئ وطرق السلالة.

تم تطوير هذه الطريقة لأول مرة عندما قمنا بتحليل محاذاة جينات SWEET حقيقية النواة. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية نظرا لوجود قدر كبير من الخيارات والإعدادات لجوانب مختلفة من المحاذاة. ابدأ هذا الإجراء باختيار 35 بروتينا مرشحا SWEET من الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية كما هو موضح في بروتوكول النص.

قم بمحاذاة 35 تسلسلا من SWEET عن طريق إدخالها في Clustal Omega. انسخ والصق تسلسلات البروتين بتنسيق FASTA في مربع الإدخال أو قم بتحميل ملف تسلسل بتنسيق FASTA. حدد أنه تسلسل من الأحماض الأمينية بالنقر فوق الرمز الموجود أسفل القائمة المنسدلة في قسم الخطوة الأولى.

حدد تنسيق الإخراج والمعلمات الأخرى في قسم الخطوة الثانية إذا لزم الأمر. بالنسبة لهذه الدراسة ، قم بتعيين تنسيق الإخراج على أنه Clustal بدون رقم واترك المعلمات الأخرى في الإعدادات الافتراضية. في معظم الحالات ، تعمل المعلمات الافتراضية بشكل جيد دون أي مواصفات.

أرسل المحاذاة وقم بتشغيلها في قسم الخطوة الثالثة. قد يستغرق الأمر من عدة ثوان إلى دقائق حتى تنتهي المحاذاة. في لوحة Result Summary ، انقر بزر الماوس الأيمن فوق الارتباط الموجود أسفل تنسيق Alignment in CLUSTAL واحفظ التسلسلات المحاذاة ك 35.clustal.

لفتح ملف نتيجة المحاذاة في BioEdit ، انقر فوق Sequence وحدد Edit Mood في القائمة المنسدلة الأولى على اللوحة الرئيسية ل BioEdit. ثم انقر فوق تحرير المخلفات في القائمة الفرعية. حدد التسلسلات البارزة على الجانب الأيسر من المحاذاة مع المؤشر وانقر فوق أيقونة Delete ضمن قائمة Edit لإزالة التسلسلات المحددة.

حدد واحذف التسلسلات الموجودة على الجانب الأيمن من مجال لعاب MtN3 الأول واحفظ تسلسلات مجال اللعاب MtN3 الأولى المقتطعة ك 35-1.fas. وبالمثل ، احذف تسلسلات الجانب الأيسر والأيمن لمجال اللعاب MtN3 الثاني واحفظه ك 35-2.fas. يمكن التنبؤ بتسلسلات مجال اللعاب MtN3 الأولى والثانية بإيقاع أو TMHMM مسبقا.

افتح الملف 35-1. fas مع MEGA وانقر فوق محاذاة عندما يطلب منك ذلك. ضمن القائمة تحرير، انقر فوق تحديد الكل.

ثم انقر فوق تحديد التسلسلات. سيتم تحديد أسماء الأصناف وتسلسلها باللون الأسود. اختر نسخ من قائمة تحرير لنسخ التسلسلات إلى الحافظة ثم لصق التسلسلات المنسوخة في ملف مستند.

في ملف المستند ، استبدل جميع علامات الأرقام بعلامة أكبر من ثم احذف أي أحرف غير ذات صلة لتحويلها إلى تنسيق FASTA. أضف 1 في نهاية كل اسم تصنيف لتمييزها كأول تسلسلات مجال اللعاب MtN3. قم بمعالجة تسلسل مجال اللعاب MtN3 الثاني باتباع نفس الطريقة وأضف 2 بعد كل اسم تصنيف.

الآن اجمع بين تسلسلات مجال اللعاب MtN3 الأولى والثانية بتنسيق FASTA في ملف مستند. للقيام بذلك ، قم بتحميل التسلسلات المجمعة في Clustal Omega مرة أخرى وقم بمحاذاة التسلسلات كما كان من قبل. احفظ النتيجة ك 35realigned.clustal.

افتح ملف 35realigned. clustal في BioEdit. احذف بقايا الأحماض الأمينية غير المتساوية في أي من طرفي التسلسلات المحاذاة ثم احفظ التسلسلات ك 35realigned.fas.

انقر فوق نعم عند تحذيره من أنه لا يمكن حفظ بعض الأحرف غير القياسية. افتح 35 إعادة تنظيم. fas في MEGA.

انقر فوق قائمة البيانات واختر تصدير. ثم احفظ المحاذاة بتنسيق POP ك 35. التالي للاستخدام لاحقا في MR Base.

في غضون ذلك ، انقر فوق أيقونة النماذج على اللوحة الرئيسية ل MEGA. اختر البحث عن أفضل نماذج بروتين الحمض النووي وانقر فوق "موافق" في النافذة المنبثقة. انقر فوق حساب لبدء عملية البحث عن النموذج.

سيتم فتح لوحة تقدم جديدة. تستغرق هذه العملية من عدة دقائق إلى عدة أيام اعتمادا على مدى تعقيد التسلسلات المحملة وأداء الكمبيوتر. سيتم فتح جدول يعرض النتائج بعد انتهاء عملية البحث عن النموذج.

سيتم إدراج أصغر درجة BIC أولا متبوعة بسلسلة من النماذج المختلفة مع زيادة درجات BIC تدريجيا. النموذج الأول LG + G + F مع أصغر درجة BIC هو النموذج الموصى به لشجرة ML بناء على 35 إعادة المحاذاة. ملف FAS.

بعد ذلك ، انقر فوق أيقونة Phylogeny على اللوحة الرئيسية ل MEGA. انقر فوق إنشاء/اختبار شجرة الاحتمالية القصوى، ثم انقر فوق نعم في اللوحة المنبثقة. سيتم فتح نافذة جديدة تعرض معلمات مختلفة تحتاج إلى تحديد.

أولا ، قم بتعيين قيمة التمهيد في اختبار صندوق النسالة. 500 أو 1 ، 000 كافية في معظم الحالات. ضمن نموذج الاستبدال ، اختر الأحماض الأمينية كنوع الاستبدال.

الغرض من اختيار نموذج الاستبدال هو تقدير الفرق الحقيقي بين التسلسلات بناء على حالاتها الحالية. حدد LG مع نموذج Freqs في مربع النموذج والطريقة. في المربع المعدلات والأنماط، حدد جاما الموزعة لوصف اختلافات الأسعار عبر المواقع مثل إعطاء المزيد من الوزن للتغييرات في المواقع التي تتطور ببطء.

في المربع مجموعة البيانات الفرعية، حدد الحذف الكامل لإزالة جميع الأعمدة التي تحتوي على واصلات. احتفظ بجميع المعلمات الأخرى في حالاتها الافتراضية. بعد تحديد هذه المعلمات، انقر فوق أيقونة الحساب لبدء الحساب.

سيتم تقديم شجرة ML النشوء والتطور عند الانتهاء من الحساب باستخدام MEGA. ضمن القائمة المنسدلة لأيقونة ملف على لوحة الشجرة، اختر حفظ الجلسة الحالية لحفظ النتيجة. في هذه الدراسة ، تم حفظ النتيجة على أنها 35.mas.

في لوحة الشجرة، يتم عرض العديد من المعلمات بما في ذلك طول الكليد، ونمط الشجرة، وطوبولوجيا الشجرة، وخط اسم التصنيف، وحجمه، ولونه، ويمكن تعيينها إلى خيارات مختلفة. احفظ ملف الشجرة النهائي بالنقر فوق صورة رمز واحفظ الشكل بتنسيقات مختلفة أو انسخ الصورة كمصدر لتحرير الصور. تابع تحليل العلاقة بين SWEETs و semiSWEETs بالإضافة إلى استخدام بناء شجرة النشوء والتطور لمحاذاة التسلسل مع MR Base كما هو مفصل في بروتوكول النص.

تظهر أشجار النشوء والتطور أن جميع مجالات اللعاب الأولى MtN3 من 35 تسلسل SWEET مجمعة ككليد واحد ومجالات اللعاب MtN3 الثانية لتسلسلات SWEET متجمعة ككليد آخر. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر نتائج محاذاة SWEETs و semiSWEETs أن بعض semiSWEETs من Alpha-Proteobacteria تتماشى مع مجال اللعاب MtN3 الأول لتسلسلات SWEET بينما تتوافق semiSWEETs من البكتيريا الميثانية مع مجال اللعاب MtN3 الثاني من تسلسلات SWEET. تشير هذه النتائج معا إلى أن مجالي اللعاب MtN3 اللذين يحتويان على SWEETs قد يشتقان من اندماج تطوري لشبه حلو بكتيري وعتائق.

بمجرد إتقانها ، يمكن إجراء هذه التقنية في غضون ساعة إلى عدة أيام اعتمادا على مدى تعقيد البيانات. أثناء محاولة هذا البروتوكول ، من المهم جمع تسلسلات عالية الجودة مسبقا. بعد تطويره ، مهد هذا البروتوكول الطريق للباحثين في التطور لاستكشاف العلاقات بين الجينات المتجانسة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية بناء شجرة النشوء والتطور.