Name: Mit der phylogenetischen Analyse zu eukaryotischen Gens Herkunft untersuchen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 57 s
Description: Lernen Sie die phylogenetische Analyse mit Sequenzalignments und Maximum-Likelihood-Bäumen. Diese Methode erleichtert die Untersuchung evolutionärer Beziehungen bei SWEET-Proteinen erheblich.

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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (31371596), Bio-Technology Research Center, China drei-Schluchten-Universität (2016KBC04) und die naturwissenschaftlichen Grundlage der Provinz Jiangsu, China (BK20151424) unterstützt.

(1) Sequenzalignment
<ol><li>
Aminosäure-Sequenzen von eukaryotischen SÜß und prokaryotischen SemiSWEET in separaten Dokumenten zu sammeln und in der Liste im FASTA-Format. Sequenzen von National Center für Biotechnology Information (NCBI), European Molecular Biology Laboratory (EMBL) und der DNA Data Bank of Japan (DDBJ) Datenbanken durch Ähnlichkeitssuche mit dem Tool grundlegende lokale Alignment Search Tool (BLAST) herunterladen.
	<ol>
<li>In der Beispiel-Dateien sammeln Sie 228 vermeintliche süße Proteinsequenzen besitzen zwei MtN3/Speichel Domänen (7 transmembranen Helices) von Eukaryoten und 57 halbsüß Proteinsequenzen, die eine einzelne MtN3/Speichel-Domäne (3 transmembranen Helices) von Prokaryoten besitzen 13.</li>
		<li>Um den Prozess zu vereinfachen, wählen Sie 35 Kandidaten süße Proteine aus einzelligen Eukaryonten unter 228 vermeintlichen Süßigkeiten für phylogenetischen Baum Bau. Diese Sequenzen sind befestigt, so dass der Leser auf eine Reihe von realen Daten üben kann.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Richten Sie die 35 süße Sequenzen durch Eingabe sie in Clustal Omega (http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/).
	<ol>
<li>Kopieren Sie und fügen Sie die Proteinsequenzen im FASTA-Format in das Eingabefeld ein ein, oder Hochladen Sie eine Sequenz-Datei im FASTA-Format. Geben Sie an, dass sie Aminosäure-Sequenz durch Klicken auf das Symbol unter dem Pull-Down-Menü im Abschnitt "Schritt 1".</li>
		<li>Geben Sie ggf. Ausgabeformat und andere Parameter im Abschnitt "Schritt2" ein. Für diese Studie als "Clustal w/o Anzahl" festlegen Sie Ausgabeformat, und lassen Sie die anderen Parameter auf Standard-Einstellungen. In den meisten Fällen arbeiten die Default-Parameter auch ohne jede Spezifikation.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Senden Sie und führen Sie die Ausrichtung im Abschnitt "Schritt 3". Es kann dauern einige Sekunden bis Minuten bis die Ausrichtung abgeschlossen ist. Im Fenster "Zusammenfassung" mit der rechten Maustaste des Link unter "Ausrichtung im CLUSTAL-Format" und speichern die ausgerichteten Sequenzen als "35.clustal" (Abbildung 1).</li>
	<li>
Öffnen Sie die Ergebnisdatei Ausrichtung in BioEdit.
	<ol>
<li>Auf dem Hauptfeld des BioEdit "Sequence" und wählen Sie "Bearbeiten-Stimmung" in der ersten Pull-Down-Menü klicken Sie auf "Bearbeiten Rückstände" im Untermenü (Abbildung 2).</li>
		<li>Wählen Sie die überstehenden Sequenzen auf der linken Seite der Achse mit dem Cursor (die gewählte Reihenfolge werden in schwarz angezeigt) und klicken Sie auf das Symbol "Löschen" im Menü "Bearbeiten" um die ausgewählten Sequenzen (Abbildung 3) zu entfernen.</li>
		<li>Wählen Löschen Sie die überstehenden Sequenzen auf der rechten Seite der ersten MtN3/Speichel Domäne und speichern Sie die getrimmten erste MtN3/Speichel Domäne Sequenzen als 35-I.fas (Abbildung 4). Ebenso löschen Sie Links und rechts hervorstehenden Sequenzen der zweiten MtN3/Speichel Domäne und speichern Sie es als 35-II.fas. Die erste und die zweite MtN3/Speichel Domäne Sequenzen können mit Rhythmus (http://proteinformatics.charite.de/rhythm/inndex.php?site=helix) oder TMHMM (http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/) im Voraus vorhergesagt werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Öffnen Sie die Datei 35-I.fas mit MEGA, und klicken Sie auf "align", wenn Sie aufgefordert werden. Klicken Sie unter dem Menü "Bearbeiten" auf "Alle auswählen" und klicken Sie auf "Wählen Sie Sequenzen"; die Namen und Sequenzen der Taxa werden in schwarz (Abbildung 5) ausgewählt werden.
	<ol>
<li>Wählen Sie "Kopieren" im Menü "Bearbeiten", die Sequenzen in die Zwischenablage zu kopieren, und fügen Sie die kopierten Sequenzen in eine Doc-Datei.</li>
		<li>In der Doc-Datei ersetzen alle "#" durch ">", und löschen Sie dann alle unabhängigen Zeichen um FASTA-Format konvertiert. Hinzufügen "-Ich" am Ende jedes Taxon Name, als die ersten MtN3/Speichel Domäne Sequenzen zu markieren. Die zweite MtN3/Speichel-Domäne-Sequenz, die nach der gleichen Methode und fügen "-II" nach jedem Taxon-Namen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Die ersten und zweiten MtN3/Speichel Domäne Sequenzen im FASTA-Format in eine Doc-Datei zu kombinieren.
	<ol>
<li>Laden Sie die kombinierten Sequenzen in Clustal Omega wieder und richten Sie die Sequenzen, wie oben beschrieben. Speichern Sie das Ergebnis als "35 realigned.clustal".</li>
		<li>Öffnen Sie die Datei "35 realigned.clustal" in BioEdit, löschen Sie ungleichmäßige (vorstehenden) Aminosäurereste an beiden Enden der ausgerichteten Sequenzen und speichern Sie dann die Sequenzen als "35 realigned.fas". Klicken Sie auf "Yes", wenn Sie davor gewarnt, dass einige nicht standardmäßigen Zeichen können nicht gespeichert werden.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Berechnung der phylogenetischen Stammbaum
<ol><li>
Öffnen Sie "35 realigned.fas" in MEGA.
	<ol>
<li>Klicken Sie im Menü "Daten" und wählen Sie "Exportieren Ausrichtung", und speichern Sie die Ausrichtung in PAUP Format (Nexus) als "35.nex" für den späteren Einsatz in MrBayes (Abbildung 6).</li>
		<li>Unterdessen klicken Sie "Modelle" auf dem Hauptfeld des MEGA, wählen Sie "finden Sie beste DNA/Protein Modelle (ML)", und klicken Sie auf das Popup-Fenster "OK". Klicken Sie auf "Berechnen", um das Modell suchen (Abbildung 7) zu beginnen. Es öffnet sich ein neues Panel Fortschritte; Dieser Prozess dauert einige Minuten bis zu mehreren Tagen, abhängig von der Komplexität der geladene Sequenzen und die Leistung des Computers. Hinweis: Eine Tabelle mit die Ergebnissen werden geöffnet, nachdem das Modell Suchvorgang abgeschlossen ist ( Abbildung 8). Die kleinste BIC Partitur werden zuerst, gefolgt von einer Reihe von verschiedenen Modellen mit allmählich zunehmender BIC Resultate aufgelistet. Das erste Modell "LG + G + F" mit dem kleinsten BIC Score ist das empfohlene Modell für ML Baum basierend auf der "35 realigned.fas"-Datei.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Klicken Sie auf den Hauptbereich "" Mega "Stammesgeschichte", klicken Sie auf "Konstrukt/Test the maximale Wahrscheinlichkeit Tree", und klicken Sie dann auf "Ja" im Popup-Fenster. Ein neues Fenster wird geöffnet, verschiedene Parameter, die müssen angegeben (Abbildung 9).
	<ol>
<li>Legen Sie zunächst den bootstrap Wert im Test der Phylogenie Box; 500 oder 1.000 ist in den meisten Fällen ausreichend. Wählen Sie unter den Ersatz-Modell "Aminosäure" als Ersatz-Typ. Der Zweck der Wahl eines Ersatz-Modells ist, den wirkliche Unterschied zwischen Sequenzen basierend auf ihrer gegenwärtigen Staaten3zu schätzen.</li>
		<li>Wählen Sie "LG mit Freqs. (+F) Modell "(LG + F) im Feld Modell/Methode. Die Preise und Muster-Box, wählen Sie "Gamma verteilte" (G), Rate Variationen über Standorte, dhzu beschreiben.,3Seiten Änderungen bei sich langsam entwickelnden mehr Gewicht verleihen. Wählen Sie im Feld Daten Teilmenge "Komplett löschen" alle Spalten mit Bindestriche entfernen.</li>
		<li>Halten Sie alle anderen Parameter in ihrem Standardzustand (Abbildung 9). Klicken Sie nach Angabe dieser Parameter auf "Berechnen" um die Berechnung zu starten.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Vorstellung der phylogenetischen Stammbaum
Hinweis: Ein phylogenetischer Baum ML präsentiert werden nach Abschluss die Berechnung mit MEGA (Abbildung 10).
<ol><li>Unter den Pull-Down-Menü "Datei"-Icon auf das Baum-Panel, wählen Sie "Aktuelle Sitzung speichern", um das Ergebnis zu speichern (.mas ist der Standard-Datei-Typ). In der vorliegenden Studie wurde das Ergebnis als "35.mas" gespeichert. Im Feld Baum viele Parameter einschließlich der Länge der Clade, baumstil, Baum-Topologie, Schriftart des Taxons Name, Größe und Farbe, werden angezeigt und können verschiedene Optionen eingestellt werden.</li>
	<li>Speichern Sie die letzten Baum-Datei durch Klicken auf das Bild-Symbol, und speichern Sie die Figur in verschiedenen Formaten zu oder kopieren Sie das Bild als Quelle für Fotobearbeitung.</li>
</ol>4. Analyse des Verhältnisses von Süßigkeiten und SemiSWEETs mit Sequenzalignment
Hinweis: Dieser Schritt kann nicht in der normalen Reihenfolge Analyse erforderlich.
<ol><li>Richten Sie die 228 eukaryotischen Süßigkeiten und 57 prokaryotische SemiSWEETs in Clustal Omega wie oben beschrieben. Der ausrichtergebnisse können in Jalview, die in Clustal Omega integriert, und kopiert, dass es in ein Bildbearbeitungsprogramm (Abbildung 11) speichern angezeigt werden. Hinweis: In der Beispiel-Ausrichtung, sind einige SemiSWEETs aus α-Proteobakterien mit der ersten MtN3/Speichel-Domäne der süßen Sequenzen ausgerichtet, während SemiSWEETs von Methanobacteria (Archaea) mit der zweiten MtN3/Speichel-Domäne der süßen Sequenzen ausgerichtet sind.</li>
</ol>(5) phylogenetischer Baum Bau mit MrBayes
<ol><li>Bayesian Rückschlüsse mit MrBayes die MrBayes ausführbare Datei zu öffnen und eine DOS-Oberfläche wird in einem neuen Fenster kommen. Der erste Schritt ist die Nexus-Daten-Datei zu lesen. Eingabe "35.nex"nach Ausführen der Eingabeaufforderung (denken Sie daran, die 35. nex-Datei im selben Verzeichnis der ausführbaren Datei MrBayes speichern, oder der Pfad der Datei vor dem Hochladen hinweisen). Eine "erfolgreiche lesen Sie Matrix" Meldung erscheint nach dem letzten der genannten Taxa (Abbildung 12). 35. nex Datei bereits vorbereitet und im MEGA gespeichert wurde (siehe 2.1 oben).</li>
	<li>
Legen Sie das evolutionäre Modell.
	<ol>
<li>Geben Sie nach der Aufforderung "Prset Aamodelpr = fixed(lg); LSet Preise = g ". "Lg" und "g" entsprechen der "LG" und "G" Modell, das in MEGA festgelegt ist. Nachdem Sie erfolgreich das Modell haben, geben Sie "Mcmc Nchains = 4 Ngen = 5.000.000" nach der Aufforderung. Nutzen Sie die "Nchains = 4" Eintrag bedeutet eine Gesamtanzahl von einer Kühlkette und drei heiße Ketten zur Metropole Kopplung. "Ngen = 5.000.000" bedeutet 5.000.000 Generationen der Metropole Kupplung für die Konvergenz der kalten und warmen Ketten laufen. In dieser Studie galt durchschnittliche Standardabweichung der geteilten Frequenzen unterhalb 0.01 als Konvergenz der warmen und kalten Ketten.</li>
		<li>Beachten Sie, dass die Ngen-Anzahl kann nicht genau vorhergesagt werden, am Anfang des Prozesses, in der Regel angepasst werden muss, basierend auf die Veränderung der durchschnittlichen Standardabweichung der geteilten Frequenzen. Darüber hinaus kann die Ngen-Anzahl für die Konvergenz jedes Mal anders sein beim Ausführen des Programms der gleichen Daten anhand.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Führen Sie die Analyse: Dieser Schritt dauert einige Minuten bis mehrere Tage, je nach der Komplexität der Eingabedaten und die Leistung des Computers. Nach Abschluss der voreingestellte Berechnung, wird eine Eingabeaufforderung Fragen "Weiter mit Analyse (Ja/Nein)?" Wenn "Nein" nach der Eingabeaufforderung eingegeben wird, weiterhin das computing (Abbildung 13), stoppt sonst berechnen, nachdem die Anzahl der weiteren Generationen eingegeben wird. Wenn die Berechnung beendet ist (mit einer durchschnittlichen Standardabweichung von geteilten Frequenzen < 0,01 oder 0,05), die Berechnung durch Eingabe von "Nein" nach der Untersuchung Aufforderung zu stoppen. Hinweis: 0,01 ist ein strenges Kriterium, 0,05 ist gemäßigt und in der Regel ausreichend.</li>
	<li>
Fassen die Proben: Geben Sie "Sumpf", nach der Eingabeaufforderung, um Proben von Modellparametern (Abbildung 14) zusammenfassen. Geben Sie dann "Sumt Relburnin ja Burninfrac = 0,25 =" nach der Aufforderung zum Baum Proben zusammenfassen. Detaillierte Informationen zu phylogenetischen Baum Bau wird angezeigt wie in Abbildung 15, gefolgt von zwei Baum-Figuren, die im ASC II-Code auf dem Bildschirm, eine Vorführung Clade Glaubwürdigkeit und die andere zeigt Zweig Längen angezeigt werden. Zur gleichen Zeit wird automatisch eine Baum-Datei mit dem Namen "35.nex.con" gespeichert.</li>
	<li>Öffnen Sie für eine bessere Darstellung der phylogenetischen Stammbaum die Datei "35.nex.con" Baum mit dem Volksheiligen-Tool (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/), wählen Sie einen Stil oder Größe um das Ergebnis (Abbildung 16) anzuzeigen, oder sogar in einem Fotoeditor zu bearbeiten leserfreundlicher.</li>
</ol>

<ol><li>Nei, M., Kumar, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNei%2C+M+%22Molecular+Evolution+and+Phylogenetics%22">Molecular Evolution and Phylogenetics</a>. , Oxford University Press. Oxford. (2000).</li>
<li>Foth, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogenetic+analysis+to+uncover+organellar+origins+of+nuclear-encoded+genes%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Phylogenetic analysis to uncover organellar origins of nuclear-encoded genes.</a> Methods Mol Biol. 390, 467-488 (2007).</li>
<li>Baldauf, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogeny+for+the+faint+of+heart%3A+a+tutorial%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Genet%22%5BJournal%5D)">Phylogeny for the faint of heart: a tutorial.</a> Trends Genet. 19, 345-351 (2003).</li>
<li>Feng, D. F., Doolittle, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+sequence+alignment+as+a+prerequisite+to+correct+phylogenetic+trees%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Evol%22%5BJournal%5D)">Progressive sequence alignment as a prerequisite to correct phylogenetic trees.</a> J Mol Evol. 25, 351-360 (1987).</li>
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<li>Sievers, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast%2C+scalable+generation+of+high-quality+protein+multiple+sequence+alignments+using+Clustal+Omega%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Syst+Biol%22%5BJournal%5D)">Fast, scalable generation of high-quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega.</a> Mol Syst Biol. 7, 539(2011).</li>
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<li>Yang, Z., Rannala, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+phylogenetics%3A+principles+and+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Molecular phylogenetics: principles and practice.</a> Nat Rev Genet. 13, 303-314 (2012).</li>
<li>Hall, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+accuracies+of+several+phylogenetic+methods+using+protein+and+DNA+sequences%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Biol+Evol%22%5BJournal%5D)">Comparison of the accuracies of several phylogenetic methods using protein and DNA sequences.</a> Mol Biol Evol. 22, 792-802 (2005).</li>
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<li>Chen, L. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugar+transporters+for+intercellular+exchange+and+nutrition+of+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Sugar transporters for intercellular exchange and nutrition of pathogens.</a> Nature. 468, 527-532 (2010).</li>
<li>Xuan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+role+of+oligomerization+for+bacterial+and+plant+SWEET+sugar+transporter+family%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Functional role of oligomerization for bacterial and plant SWEET sugar transporter family.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 110, 3685-3694 (2013).</li>
<li>Hu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogenetic+evidence+for+a+fusion+of+archaeal+and+bacterial+SemiSWEETs+to+form+eukaryotic+SWEETs+and+identification+of+SWEET+hexose+transporters+in+the+amphibian+chytrid+pathogen+Batrachochytrium+dendrobatidis%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Phylogenetic evidence for a fusion of archaeal and bacterial SemiSWEETs to form eukaryotic SWEETs and identification of SWEET hexose transporters in the amphibian chytrid pathogen Batrachochytrium dendrobatidis.</a> FASEB J. 30, 3644-3654 (2016).</li>
<li>Holder, M. T., Zwickl, D. J., Dessimoz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+robustness+of+phylogenetic+methods+to+among-site+variability+in+substitution+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Philos+Trans+R+Soc+Lond+B+Biol+Sci%22%5BJournal%5D)">Evaluating the robustness of phylogenetic methods to among-site variability in substitution processes.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 363, 4013-4021 (2008).</li>
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<li>Suchard, M., Rambaut, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Many-core+algorithms+for+statistical+phylogenetics%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Many-core algorithms for statistical phylogenetics.</a> Bioinformatics. 25, 1370-1376 (2009).</li>
<li>Zierke, S., Bakos, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FPGA+acceleration+of+the+phylogenetic+likelihood+function+for+Bayesian+MCMC+inference+methods%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">FPGA acceleration of the phylogenetic likelihood function for Bayesian MCMC inference methods.</a> BMC Bioinformatics. 11, 184(2010).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Es wird in der biologischen Forschung einen Phylogenetischen Baum ausgehend von Nukleotid oder Aminosäure-Sequenzen8immer beliebter. Generell gibt es drei wichtige Phasen der Übung einschließlich Sequenzalignment, Bewertung der ausgerichteten Sequenzen mit der richtigen Methode oder Algorithmus und Visualisierung von das rechnerische Ergebnis als phylogenetischer Baum. In der vorliegenden Studie wurden drei Runden von Sequenzalignment durchgeführt: Zunächst waren die süßen Proteinsequenzen, einsch...

DNA- oder RNA-Sequenzen tragen genetischen Information für zugrunde liegende Phänotypen, die durch physiologische und biochemische Methoden analysiert oder durch morphologische und fossilen Beweise beobachtet werden kann. In gewisser Weise ist genetischer Information zuverlässiger als externe Phänotypen zu bewerten, da erstere die Grundlage für Letzteres ist. In evolutionären Studie ist Fossilien sehr direkt und überzeugend. Jedoch haben viele Organismen, wie z. B. Mikroorganismen, kaum eine Chance, ein Fossil in langen geologischen Zeitaltern zu bilden. Daher molekularer Informationen wie Nukleotidsequenzen und Aminosäure-Sequenzen von verwandten extant Organismen sind von Wert für die Erkundung evolutionären Beziehungen1. In der vorliegenden Studie lieferte eine einfache Einführung phylogenetische Grundkenntnisse und ein einfach zu erlernendes Protokoll für Neulinge, die einen phylogenetischen Stammbaum auf eigene Faust zu konstruieren müssen.
DNA (Nukleotide) und Proteinsequenzen (Aminosäure) können zur phylogenetische Beziehungen zwischen homologen Gene, Organellen oder sogar Organismen2ableiten. DNA-Sequenzen sind eher im Laufe der Evolution von Änderungen betroffen sein. Im Gegensatz dazu sind Aminosäure-Sequenzen wesentlich stabiler, da die Synonyme Mutationen im Nukleotidsequenzen in Aminosäuresequenzen keine Mutationen verursachen. Dadurch eignen sich DNA-Sequenzen zum Vergleich homologer Gene von eng verwandten Organismen, während Aminosäuresequenzen für Homologe Gene von weitläufig verwandten Organismen3geeignet sind.
Eine phylogenetische Analyse beginnt mit der Ausrichtung der Aminosäure oder Nukleotid-Sequenzen4 abgerufen aus einer kommentierten Genom Sequenzierung Datenbank5 aufgeführt im FASTA-Format, d. h., vermeintliche oder exprimierten Protein-Sequenzen, RNA-Sequenzen , oder DNA-Sequenzen. Es ist erwähnenswert, dass es entscheidend für qualitativ hochwertige Sequenzen für die Analyse zu sammeln, und nur homologe Sequenzen können zur phylogenetische Beziehungen zu analysieren. Viele verschiedene Plattformen wie Clustal W, Clustal X, Muskel, T-Coffee, MAFFT, eignet sich für Sequenzalignment. Die am weitesten verbreitete Clustal Omega6,7 (http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/), die online verwendet werden oder kann kostenlos heruntergeladen werden ist kostenlos. Das Alignment-Tool hat viele Parameter, die der Benutzer kann vor dem Start der Ausrichtung anpassen, sondern die Standardparameter arbeiten in den meisten Fällen gut. Nachdem der Vorgang abgeschlossen ist, sollte die ausgerichteten Sequenzen in das richtige Format für den nächsten Schritt gespeichert werden. Sie sollten dann bearbeitet werden oder getrimmt mit einem Bildbearbeitungs-Software, wie z. B. BioEdit, weil phylogenetischen Baum Bau von MEGA die Sequenzen erfordert von gleicher Länge (einschließlich Aminosäure Abkürzungen und Bindestriche. In der abgestimmten Reihenfolge jeder Position ohne eine Aminosäure oder ein Nukleotid ist vertreten durch einen Bindestrich "-"). Im Allgemeinen sollten alle hervorstehenden Aminosäuren oder Nukleotide an beiden Enden der Achse entfernt werden. Darüber hinaus können Spalten mit schlecht ausgerichtete Sequenzen in der Achse gelöscht werden, da sie wenig wertvolle Informationen zu vermitteln, und manchmal verwirrend oder falsche Informationen3geben können. Die Spalten, in denen ein oder mehrere Bindestriche können zu diesem Zeitpunkt oder in der späteren Bauphase Baum gelöscht werden. Alternativ können sie für die phylogenetische Berechnung verwendet werden. Wenn Sequenzalignment und Trimmen ist beendet, sollte die ausgerichteten Sequenzen im FASTA-Format oder das gewünschte Format für die spätere Verwendung gespeichert werden.
Viele Software-Plattformen bieten Baum Bau Funktionen mit unterschiedlichen Methoden und Algorithmen. Die Methoden können in der Regel als Distance Matrix-Methoden oder diskrete Datenmethoden klassifiziert werden. Distance Matrix-Methoden sind einfach und schnell zu berechnen, während diskrete Datenmethoden kompliziert und zeitaufwändig sind. Für sehr eng verwandten Taxa mit ein hohes Maß an Austausch der Aminosäure- oder Nukleotid-Sequenz Identität, eine Distance Matrix-Methode (Nachbar Beitritt: NJ; Ungewichtete paar Gruppe Methode mit arithmetisches Mittel: UPGMA) ist angebracht; für weitläufig verwandten Taxa, eine diskrete Daten-Methode (Maximum Likelihood: ML; Maximale Sparsamkeit: MP; Bayesian Inference) ist optimale3,8. In dieser Studie wurden die ML-Methoden in MEGA (6.0.6) und Bayesian Inference (MrBayes 3.2) angewendet, um Stammbäumen9zu konstruieren. Ideal, wenn das richtige Modell und die Parameter verwendet werden, die Ergebnisse aus den unterschiedlichen Verfahren abgeleitet möglicherweise konsistent, und sie sind so zuverlässig und überzeugend.
Für ML phylogenetischen Baum mit MEGA10konstruiert muss die ausgerichteten Sequenz Datei im FASTA-Format in das Programm hochgeladen werden. Der erste Schritt ist dann der optimale Ersatz-Modell für die hochgeladenen Daten auswählen. Alle verfügbaren Ersatz-Modelle sind anhand der hochgeladenen Sequenzen verglichen, und ihre endgültige Ergebnisse in einer Ergebnistabelle angezeigt werden. Wählen Sie das Modell mit dem kleinsten Bayes-Kriterium (BIC)-Score (zuerst in der Tabelle aufgeführt), stellen Sie ML-Parameter nach dem empfohlenen Modell ein und starten Sie die Berechnung. Die Berechnungszeit hängt von einigen Minuten bis zu mehreren Tagen, abhängig von der Komplexität der geladenen Daten (Länge der Sequenzen und Anzahl der Taxa) und die Leistung des Computers, auf dem die Programme ausgeführt werden. Wenn die Berechnung beendet ist, wird ein phylogenetischer Baum in einem neuen Fenster angezeigt. Speichern Sie die Datei als "FileName.mat". Nach dem Einstellen der Parameter für das Erscheinungsbild des Baumes festzulegen, einmal mehr sparen. Mit dieser Methode kann MEGA Publikation Grade phylogenetischen Stammbaum Zahlen generieren.
Für Baum Bau mit MrBayes11ist der erste Schritt zur Nexus-Format (.nex als Dateityp) ausgerichtete Sequenz, die in der Regel im FASTA-Format aufgeführt ist, verwandeln. Nexus-Format FASTA Dateien verwandeln kann in MEGA verarbeitet werden. Als nächstes kann die abgestimmte Sequenz im Nexus-Format in MrBayes hochgeladen werden. Wenn die Datei erfolgreich hochgeladen wurde, geben Sie detaillierte Parameter für die Berechnung der Baum. Diese Parameter umfassen Details wie Aminosäure-Substitution Modell, Variante Raten, Anzahl der Kette für Markov Chain Monte Carlo (MCMC) Kupplung, Ngen Anzahl, durchschnittliche Standardabweichung der geteilten Frequenzen und so weiter. Nachdem diese Parameter angegeben haben, starten Sie die Berechnung. Am Ende zwei Baum-Figuren im ASC II-Code, eine Vorführung Clade Glaubwürdigkeit und die andere zeigt Zweig Längen, erscheint auf dem Bildschirm.
Das Baum-Ergebnis wird automatisch als "FileName.nex.con" gespeichert werden. Dieser Baum-Datei kann geöffnet und bearbeitet von Volksheiligen und in Volksheiligen angezeigte Zahl weiter um es besser geeignet für die Veröffentlichung geändert werden kann.
In dieser Studie wurden 228 süße Proteine, einschließlich 35 Süßigkeiten aus einzelligen Eukaryoten und 57 SemiSWEETs von Prokaryoten, exemplarisch analysiert. Die Süßigkeiten und SemiSWEETs zeichneten sich als Glukose, Fruktose oder Saccharose Transporter über Membranen12,13. Phylogenetische Analyse deutet darauf hin, dass die beiden MtN3/Speichel-Domänen mit Süßigkeiten aus eine evolutionäre Mischung aus einer bakteriellen SemiSWEET und ein Archaeon14abgeleitet werden könnte.

<table><tbody><tr><td>Adobe Illustration</td><td>ist ein grafisches Tool, das von Adobe Systems Software Ireland Ltd. entwickelt wurde. Copyright &copy; 2017</td>BioEdit ist ein Editor für die Ausrichtung biologischer Sequenzen, der für Windows 95/98/NT/2000/XP/7 entwickelt wurde.<td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Urheberrecht & Kopie; Tom Hall</td></tr><tr><td>Clustal Omega</td><td></td><td></td><td>ist ein Paket zum Erstellen mehrerer Sequenzausrichtungen von Aminosäure- oder Nukleotidsequenzen.&nbsp; http://www.clustal.org/</td></tr> <tr><td>CorelDRAW</td><td></td><td></td><td>, eine Grafikdesign-Software. Urheberrecht & Kopie; 2017 Corel Corporation</td></tr><tr><td>FigTree</td><td></td><td></td><td>, ein grafischer Viewer von phylogenetischen Bäumen, der von der University of Edinburgh entwickelt</td></tr> wurde <tr><td>MEGA</td><td></td><td></td><td>MolecularEvolutionary Genetics Analysis Version 6.0 http://www.megasoftware.net/home</td></tr><tr><td>MrBayes</td><td></td><td></td><td>, ein Bayes'sches phylogenetisches Inferenzwerkzeug</td></tr><tr><td>NVIDIA</td><td></td><td></td><td>Ein Unternehmen entwickelt Grafikprozessoren (GPUs) für den Gaming- und professionellen Markt. Unternehmen Copyright & Kopie; 2017</td></tr><tr><td>PAUP</td><td></td><td></td><td>Phylogenetische Analyse mit Parsimony. Das Programm von David Swofford implementiert die Maximum-Likelihood-Methode unter einer Reihe von Nukleotidmodellen.</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> Photoshop <td>ist ein Rastergrafik-Editor, der von Adobe Systems Software Ireland Ltd. entwickelt und veröffentlicht wurde. Copyright &copy; 2017</td></tr><tr><td>RHYTHM</td><td></td><td></td><td>eine wissensbasierte Vorhersage von Hekix-Kontakten. Charit&eacute; Berlin &ndash; Protein Formatics Group - Copyright 2007-2009</td></tr><tr><td>TMHMM</td><td></td><td></td><td>ein Werkzeug zur Vorhersage von Transmembranhelices in Proteinen. http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/</td></tr> <tr><td>Compter</td><td></td><td></td><td>4 GB Speicher, Core 2 oder höher CPU. Windows 7, Windows 10</td></tr></tbody></table>

mit der phylogenetischen analyse zu eukaryotischen gens herkunft untersuchen

Using Phylogenetic Analysis to Investigate Eukaryotic Gene Origin

Phylogenetische Analyse verwendet Nucleotid- oder Aminosäuresequenzen oder andere Parameter, wie Domain-Sequenzen und dreidimensionale Struktur, um einen Baum um zu zeigen, die evolutionäre Beziehung zwischen den verschiedenen Taxa (Klassifizierung Einheiten) in der molekularen konstruieren Ebene. Phylogenetische Analyse kann auch zu untersuchen, Domänen-Verhältnisse innerhalb einer einzelnen Taxon verwendet werden, vor allem für Organismen, die erhebliche unterzogen wurden zu ändern, in der Morphologie und Physiologie, sondern für die Forscher fossile Beweise fehlen die Organismen langen evolutionären Geschichte oder Knappheit der Versteinerung.
In diesem Text wird ein detailliertes Protokoll beschrieben nach der phylogenetischen Methode, einschließlich der Aminosäure Sequenzalignment mit Clustal Omega und anschließende phylogenetischen Baum Bau verwenden beide maximale Wahrscheinlichkeit (ML) der molekularen Evolutionäre Genetik Analyse (MEGA) und Bayesian Inference über MrBayes. Um den Ursprung der eukaryotic Zucker wird schließlich Transporter exportiert werden (SÜß) Gene zu untersuchen, wurden 228 Süßigkeiten einschließlich 35 süße aus einzelligen Eukaryoten und 57 halbsüß Proteine von Prokaryoten analysiert. Interessanterweise fanden sich SemiSWEETs in Prokaryoten, aber Süßigkeiten fanden sich in den Eukaryotes. Zwei Stammbäumen mit theoretisch unterschiedliche Methoden konstruiert haben durchweg vorgeschlagen, dass das erste eukaryotische süße gen aus der Verschmelzung von einer bakteriellen halbsüß gen und eine Archaeen halbsüß gen stammen könnte. Es ist erwähnenswert, dass man eine phylogenetische Analyse nur anhand Schluss zu ziehen, obwohl es empfiehlt sich, erklären die grundlegende Beziehung zwischen verschiedenen Taxa, die schwierig oder sogar unmöglich zu erkennen, mit experimentellen Mitteln ist vorsichtig sein sollte .

Phylogenetische Bäume zeigen, dass alle ersten MtN3/Speichel Domänen der 35 süße Sequenzen als ein Clade und die zweite MtN3/Speichel-Domänen der süßen Sequenzen zusammengefasst als ein anderes Clade gruppierten. Darüber hinaus zeigen ausrichtergebnisse an Süßigkeiten und SemiSWEETs, dass einige SemiSWEETs aus α-Proteobakterien abgestimmt auf die erste MtN3/Speichel-Domäne der süßen Sequenzen, während SemiSWEETs von Methanobacteria (Archaea) mit dem zweiten MtN3/Speichel ausgerichtet Domä...

Eine Methode des Konstruierens einer phylogenetischen Stammbaum basierend auf Sequenzhomologie von Süßigkeiten von Eukaryoten und SemiSWEETs von Prokaryoten wird beschrieben. Phylogenetische Analyse ist ein nützliches Werkzeug für die Erklärung der evolutionären Verwandtschaft zwischen Homologen Proteine oder Gene aus verschiedenen Organismengruppen.

Mit der phylogenetischen Analyse zu eukaryotischen Gens Herkunft untersuchen

Phylogenetic analysis uses nucleotide or amino acid sequences or other parameters, such as domain sequences and three-dimensional structure, to construct ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im phytogenetischen Bereich zu beantworten, z. B. wie man Sequenzen sammelt und wie man das richtige Berechnungsmodell auswählt. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass sie sehr einfach zu erlernen ist. Im Allgemeinen können diejenigen, die neu in dieser Methode sind, Schwierigkeiten haben, einfach weil sie nicht wissen, wie sie mit den Daten umgehen sollen, weil es an grundlegenden Kenntnissen der Prinzipien und Methoden der Phylogenie mangelt.Diese Methode wurde erstmals entwickelt, als wir das Alignment von eukaryotischen SWEET-Genen analysierten. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da es eine Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten und Einstellungen für verschiedene Aspekte der Ausrichtung gibt. Beginnen Sie dieses Verfahren mit der Auswahl von 35 SWEET-Kandidatenproteinen aus einzelligen eukaryotischen Organismen, wie im Textprotokoll beschrieben.Richte die 35 SWEET-Sequenzen aus, indem du sie in Clustal Omega eingibst. Kopieren Sie die Proteinsequenzen im FASTA-Format und fügen Sie sie in das Eingabefeld ein oder laden Sie eine Sequenzdatei im FASTA-Format hoch. Geben Sie an, dass es sich um eine A

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Forschung

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