Name: Una guida pratica per Phylogenetics per i non esperti (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-05T17:00:00.000+00:00
Duration: 12 min
Description: Impara a ricostruire alberi filogenetici affidabili da sequenze di DNA o proteine utilizzando BLAST, allineamenti multipli e modelli evolutivi. Questa guida pratica aiuta ricercatori e studenti a padroneggiare l'analisi filogenetica.

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Ringraziamo i membri del laboratorio O&#39;Halloran per i commenti sul manoscritto. Ringraziamo il Dipartimento dell&#39;Università George Washington di Scienze Biologiche e colombiana Collegio delle Arti e delle Scienze per il finanziamento di D. O&#39;Halloran.

1. Base Local Alignment Search Tool (BLAST): Interfaccia online <ol><li> Clicca su questo link per visitare il sito web del server BLAST 1 presso il National Center for Biotechnology Information (NCBI). - <a href="http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi">http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</a> (Figura 1). </li><li> Immettere una sequenza di testo formattato FASTA (vedi figura 2 per esempio) nella casella di ricerca. </li><li> Fare clic sul programma BLAST appropriato e banca dati pertinente o le singole specie di interesse da utilizzare nella ricerca e poi cliccare su &quot;BLAST&quot;. Nota: sequenza FASTA formattato inizia con una riga di descrizione indicata da un segno &quot;&gt;&quot;. La descrizione deve seguire immediatamente dopo il segno &quot;&gt;&quot;, la sequenza (ad es. Nucleotidi o amminoacidi) seguire la descrizione sulla riga successiva. L&#39;uscita dalla ricerca BLAST è visto come HTML, testo, XML, o colpire taBles (testo o csv) con il default è impostato su HTML (Figura 3). </li></ol> 2. Base Local Alignment Search Tool (BLAST): eseguibili locali <ol><li> Scaricare le ultime riga di comando eseguibili BLAST BLAST da questo link: <a href="ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables/blast+/LATEST/">ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables/blast+/LATEST/</a> - </li><li> em&gt; Per gli utenti di PC: fare doppio clic sul file più recente esplosione win32.exe e accettare il contratto di licenza e fare clic su Installa. Nota: La directory di installazione predefinita è C: NCBI-blast-2.2.27 +. </li><li> Configurare la variabile di ambiente PC come segue: <ol><li> Clicca sul PC pulsante &quot;start&quot;, e quindi fare clic destro &quot;computer&quot;, </li><li> Fare clic su &quot;Proprietà&quot; e nella finestra pop-up fai clic sulla scheda &quot;avanzate&quot; </li><li> Fare clic sul pulsante &quot;Variabili d&#39;ambiente&quot; e nel nuovo popup fare clic sul pulsante &quot;nuovo&quot; sotto °e &quot;Variabili utente per utente&quot; sezione </li><li> Nel pop-up aggiungere il nome della variabile &quot;Path&quot; e il valore della variabile &quot;C: NCBI-blast-2.2.27 + bin. Nota: la directory bin contiene il file eseguibile (cioè BLASTP, ecc.).. </li></ol></li><li> em&gt; Per gli utenti Mac: Apri l&#39;applicazione Terminale (per farlo basta aprire &quot;Finder&quot; e cercare &quot;Terminal&quot; e questa verrà visualizzata l&#39;icona di &quot;terminale&quot;). Nel tipo di finestra di terminale: &gt; Ftp <a href="ftp://ftp.ncbi.nih.gov">ftp.ncbi.nih.gov</a> Nota: può anche digitare l&#39;URL utilizzato sopra nell&#39;esempio per PC </li><li> Per accedere al NCBI tipo di sito ftp &quot;anonimo&quot; per nome e password, e poi digitare: &gt; Cd abbattitori / eseguibili / ULTIME </li><li> Elencare gli eseguibili digitando: &gt; LS </li><li> Scarica l&#39;ultima versione digitando il seguente (o qualunque sia l&#39;ultima versione è attualmente): 2; ottenere NCBI-blast-2.2.7-macosx.tar.gz </li><li> Uscire dal sito ftp server NCBI digitando &quot;exit&quot;. </li><li> Decomprimere i file scaricati digitando: &gt; Tar-xzf NCBI-blast-2.2.7-macosx.tar.gz </li><li> Aggiungere il percorso dei binari per l&#39;eseguibile esplosione al vostro percorso in modo che la shell può cercare attraverso questa directory quando alla ricerca di comandi digitando: &gt; PATH = $ PATH: new_folder_location </li><li> Verificare se questo aggiunto il percorso al percorso digitando: &gt; Echo $ PATH </li><li> Scarica un preformattati database BLAST (aggiornati quotidianamente) cliccando qui: <a href="ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/">ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/</a> </li><li> Posizionare il database nella cartella &quot;db&quot;. </li><li> em&gt; Su un PC: aprire un prompt di MS-DOS (per fare ciò cliccate &quot;start&quot; e digitare &quot;cmd&quot; nella barra di ricerca) e cambiare la directory della cartella NCBI-blast digitando: C: Users&gt; cd .. [mossesu una cartella] C: &gt; cd NCBI-blast-2.2.27 + Questo cambierà la directory: C: NCBI-blast-2.2.27 +&gt; </li><li> Creare il database utilizzando il comando &quot;makedb&quot; seguente: &gt; Makedb-in db / briggsae.fasta-dbtype prot-out db / briggsae Nota: Nell&#39;esempio riportato di seguito (Figura 4) il database è denominato &quot;briggsae&quot; ed è composto da un gruppo di linkage dall&#39;organismo Caenorhabditis briggsae. </li><li> Creare una sequenza proteica query denominata &quot;test&quot; inserendo una sequenza di testo formattato proteina FASTA nella cartella &quot;db&quot;. </li><li> Interrogare il database tramite una ricerca BLASTP digitando il seguente comando: &gt; BLASTP-query db / test.txt-db db / briggsae-out text.txt </li><li> em&gt; Su Mac: scaricare un database per le ricerche Blast locali mediante l&#39;accesso al sito ftp NCBI secondo le istruzioni di cui sopra (punto 2.4) e l&#39;Tipo n: &gt; Lcd .. / databases / </li><li> Scarica il genoma o la sequenza di interesse digitando: &gt; Get NC_ [adesione #]. Fna Nota: &quot;. Fna&quot; si riferisce alla sequenza nucleotidica FASTA formattato e &quot;FAA.&quot; Si riferisce alle sequenze amminoacidiche FASTA formattata. </li><li> Digitare &quot;quit&quot; per uscire dal sito ftp. </li><li> Rendere il database digitando: &gt; Makeblastdb-in db / mouse.faa-out mouse dbtype prot </li><li> Inserire una sequenza di interrogazione VELOCE formattata nella cartella &quot;bin&quot; e interrogare il database con il seguente comando: &gt; BLASTP-query &quot;il vostro query.fasta&quot;-db &quot;database&quot;-out results.txt </li></ol> 3. Generazione di allineamenti multipli di sequenza <ol><li> Clicca su questi link per accedere a più di allineamento (MSA) programmi Sequenza comunemente utilizzati: ClustalW 6 <a href="http://www.clustal.org/">http://www.clustal.org/</a> Kalign 7 <a href="http://msa.sbc.su.se/cgi-bin/msa.cgi">http://msa.sbc.su.se/cgi-bin/msa.cgi</a> MAFFT 8,9 <a href="http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/">http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/</a> MUSCLE 10 <a href="http://www.drive5.com/muscle/">http://www.drive5.com/muscle/</a> T-Caffè 11 <a href="http://www.tcoffee.org/Projects/tcoffee/">http://www.tcoffee.org/Projects/tcoffee/</a> PROBCONS 12 <a href="http://toolkit.tuebingen.mpg.de/probcons">http://toolkit.tuebingen.mpg.de/probcons</a> </li><li> Clicca su questo link - <a href="http://tcoffee.crg.cat/apps/tcoffee/do:regular">http://tcoffee.crg.cat/apps/tcoffee/do:regular</a> - e l&#39;ingresso FASTA dati di sequenza formattati nella casella di ricerca Nota: Un esempio di output T-caffè può essere visto in Figura 5, residui simili sono codificati a colori. </li><li> Scarica il Clustal MSA come una versione a riga di comando (ClustalW) o v graficaersione (ClustalX) cliccando questo link: <a href="http://www.clustal.org/clustal2/">http://www.clustal.org/clustal2/</a> - poi clicca sul file eseguibile appropriato (cioè win, Linux, Mac OS X). </li><li> Carica dati FASTA testo formattato sequenza e allineare (Figura 6). </li></ol> 4. Determinazione modelli best-fit di Evolution <ol><li> Clicca qui per scaricare il programma ProtTest 13: <a href="http://darwin.uvigo.es/our-software/">http://darwin.uvigo.es/our-software/</a> </li><li> Una volta ProtTest è stato scaricato, fare doppio clic sul file ProtTest.jar </li><li> Una volta ProtTest viene lanciato, fate clic su &quot;select file&quot; e caricare i dati di sequenza (Figura 7). </li><li> Poi cliccare su &quot;start&quot; e il programma inizierà (Figura 8). Nota: Al termine della corsa (figura 8), il programma indicherà il miglior modello basato su criteri es<html> &quot;Miglior modello in base ai AIC: WAG + I + G&quot; </li></ol> 5. La deduzione sequenza in base filogenesi da massima verosimiglianza o inferenza bayesiana <ol><li> Scaricato PhyML 4 qui: <a href="https://code.google.com/p/phyml/">https://code.google.com/p/phyml/</a> </li><li> Lanciare l&#39;eseguibile con un doppio clic l&#39;applicazione appropriata (cioè phyml di Windows, phyml Linux, ecc.) E la finestra di interfaccia pop-up (Figura 9). </li><li> Caricare la sequenza di input come una sequenza PHYLIP formattato digitando: &gt; &quot;Nome file&quot;. PHY Nota: Per la conversione tra formati sequencer, utilizzare il programma &quot;Readseq&quot; web disponibile all&#39;indirizzo - <a href="http://iubio.bio.indiana.edu/cgi-bin/readseq.cgi">http://iubio.bio.indiana.edu/cgi-bin/readseq.cgi</a> . </li><li> Lanciare il programma digitando &quot;Y&quot;. </li><li> Scarica MrBayes 5 qui: rceforge.net / download.php &quot;&gt; http://mrbayes.sourceforge.net/download.php </li><li> Per avviare il programma, fare clic sul file eseguibile e leggere NEXUS formattato dati di sequenza nel programma digitando: &gt; Execute &quot;nome file&quot;. Nex </li><li> Impostare il modello evolutivo. </li><li> Selezionare il numero di generazioni per eseguire digitando: &gt; Mcmcp ngen = 1000000 [imposta il numero di generazioni 1000000] &gt; Coppa Burnin = 10000 [imposta il Burnin 10000] </li><li> Salvare le lunghezze filiali nel file risultati digitando: &gt; Mcmcp savebrlens = yes </li><li> Eseguire l&#39;analisi digitando: &gt; MCMC </li><li> Riassumere gli alberi utilizzando il comando &quot;SUMT&quot;. </li></ol> 6. Visualizzazione filogenesi <ol><li> Visualizzare un elenco di programmi di visualizzazione albero qui: <a href="http://www.treedyn.org/overview/editors.html">http://www.treedyn.org/overview/editors.html</a> </li><li> Scarica il TreeView 14 progrsono qui: <a href="http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html">http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html</a> </li></ol>

<ol><li>Altschul, S. F., Carroll, R. J., Lipman, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weights+for+data+related+by+a+tree%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Weights for data related by a tree.</a> J. Mol. Biol. 207 (4), 647-653 (1989).</li>
<li>Akaike, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+look+at+the+statistical+model+identification%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Automat.+Contr%22%5BJournal%5D)">A new look at the statistical model identification.</a> IEEE Trans. Automat. Contr. 19 (6), 706-723 (1974).</li>
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</ol>

Non abbiamo nulla da rivelare.

La nostra speranza per questo articolo è che servirà come punto di partenza per guidare ricercatori o studenti che sono nuovi per filogenesi. Progetti di sequenziamento del genoma sono diventati meno costosi nel corso degli ultimi anni e di conseguenza la domanda degli utenti per questa tecnologia è in aumento, e ora la produzione di grandi quantità di dati di sequenza è comune in piccoli laboratori. Questi dataset spesso forniscono ai ricercatori insiemi di geni che richiedono un quadro filogenetico per iniziare a capi...

Al fine di comprendere come due (o più) delle specie si è evoluta, è prima necessario ottenere sequenza o dati morfologici di ogni campione; questi dati rappresentano quantità che possiamo utilizzare per misurare il loro rapporto attraverso lo spazio evolutivo. Proprio come quando si misura la distanza lineare, avendo più dati disponibili (ad esempio miglia, pollici, micron) saranno equivalere a una misurazione più accurata. Ergo, la precisione con cui un ricercatore può dedurre la distanza evolutiva è fortemente influenzato dal volume di dati informativi disponibili per misurare i rapporti. Inoltre, poiché diversi campioni si evolvono a ritmi diversi e da diversi meccanismi, il metodo che usiamo per misurare la relazione tra due taxa influenza direttamente anche la precisione delle misurazioni evolutivi. Pertanto, poiché le relazioni evolutive non osservati direttamente ma invece sono estrapolate dalla sequenza o dati morfologici, il problema di inferire evolutivorelazioni diventa una delle statistiche. Phylogenetics è la branca della biologia in questione con l&#39;applicazione di modelli statistici a modelli di evoluzione al fine di ricostruire in modo ottimale la storia evolutiva tra i taxa. Questa ricostruzione tra taxa viene indicato come filogenesi della specie. Per contribuire a colmare il divario di conoscenze tra biologi molecolari e biologi evolutivi che descriviamo qui un passo per passo cantiere per inferire filogenesi da un insieme di sequenze. In primo luogo, abbiamo dettaglio i passaggi necessari per l&#39;interrogazione del database utilizzando la base Local Alignment Search Tool (BLAST 1) algoritmo attraverso l&#39;interfaccia web based e anche utilizzando eseguibili locali, questo è spesso il primo passo per ottenere un elenco di sequenze simili a un non meglio identificato interrogazione, anche se alcuni ricercatori potrebbero anche essere interessati a raccogliere dati per un singolo gruppo tramite interfacce web come Phylota (http://www.phylota.net/). BLAST è un algoritmo per comparing aminoacidica primaria o dati di sequenza nucleotidica con un database di sequenze per la ricerca di &quot;hits&quot; che ricordano la sequenza query. Il programma BLAST è stato progettato da Stephen Altschul et al. presso il National Institutes of Health (NIH) 1. Il server BLAST è costituito da un certo numero di programmi diversi, e qui è un elenco di alcuni dei programmi BLAST più comuni: i) Nucleotide-nucleotide BLAST (BLASTN): Questo programma richiede un ingresso sequenza di DNA e restituisce le sequenze di DNA più simili dal database del DNA che l&#39;utente specifica (ad esempio, per un organismo specifico). ii) proteina-proteina BLAST (BLASTP): Qui l&#39;utente immette una sequenza proteica e il programma ritorna sequenze proteiche più simili dal database proteina che l&#39;utente specifica. iii) BLAST iterativo Position-Specific (PSI-BLAST) (blastpgp): L&#39;input utente è un prin sequenza che restituisce un insieme di proteine ​​strettamente correlate, e da questo insieme di dati viene generato un profilo conservati. Successiva una nuova interrogazione viene generata utilizzando solo questi &quot;motivi&quot; conservati che viene utilizzato per interrogare un database di proteine ​​e questo restituisce un ampio gruppo di proteine ​​da cui una nuova serie di &quot;motivi&quot; conservati sono estratti e poi utilizzato per interrogare un database proteina fino ancora più grande insieme di proteine ​​sono retuned e viene generato un altro profilo e il processo ripetuto. Includendo proteine ​​correlate nella query in ogni passo questo programma permette all&#39;utente di identificare sequenze che sono più divergenti. iv) Nucleotide 6-frame traduzione in proteine ​​(BLASTX): qui l&#39;utente fornisce un ingresso sequenza nucleotidica che viene convertito nei sei fotogrammi concettuali prodotti di traduzione (cioè entrambi i filamenti) nei confronti di un database di sequenza della proteina.. v) Nucleotide 6-frame traduzione nucleotideTraduzione 6-frame (tblastx): Questo programma richiede un ingresso sequenza nucleotidica del DNA e traduce l&#39;ingresso in tutti i sei fotogrammi prodotti di traduzione concettuali che si confronta contro le traduzioni sei fotogrammi di un database sequenza nucleotidica. vi) Protein-nucleotide Traduzione 6-frame (TBLASTN): Questo programma utilizza un ingresso sequenza proteica da confrontare con tutte e sei le fasi di lettura di un database sequenza nucleotidica. Avanti, descriviamo i programmi comunemente utilizzati per generare un allineamento di sequenze multiple (MSA) da un dataset sequenza, e questo è seguito da una guida d&#39;uso di programmi che determinano i modelli di best-fit di evoluzione per un dataset sequenza. Ricostruzione filogenetica è un problema statistico, e per questo, metodi filogenetici necessario incorporare un quadro statistico. Questo quadro statistico diventa un modello evolutivo che incorpora il cambiamento sequenza all&#39;interno del dataset. Questo mo evolutivodel comprende un insieme di ipotesi circa il processo di nucleotide o ammino-acidi sostituzioni, e il modello più adatto per un particolare insieme di dati può essere selezionata tramite test statistico. L&#39;adattamento ai dati di diversi modelli possono essere confrontati con i test del rapporto di verosimiglianza (LRTS) o criteri di informazione per selezionare il modello più adatto all&#39;interno di un insieme di quelli possibili. Due criteri informativi comuni sono l&#39;informazione criterio di Akaike (AIC) 2 e il criterio di informazione bayesiano (BIC) 3. Una volta che un allineamento ottimale è generato, ci sono molti metodi diversi per creare una filogenesi dai dati allineati. Ci sono numerosi metodi di inferenza relazioni evolutive, in generale, possono essere suddivisi in due categorie: metodi basati sulla distanza e metodi basati su sequenza. Metodi Distance-based calcolare le distanze a coppie di sequenze, e quindi utilizzare queste distanze per ottenere l&#39;albero. Metodi basati sequenza-usano l&#39;allineamento di sequenza diretta, e di solito ricerche nel tspazio ree utilizzando un criterio di ottimalità. Noi delineare due metodi basati su sequenza per ricostruire le relazioni filogenetiche: sono PhyML 4 che implementa il quadro di massima verosimiglianza, e MrBayes 5 che utilizza bayesiano Markov Chain Monte Carlo inferenza. Probabilità e metodi bayesiani forniscono un quadro statistico per la ricostruzione filogenetica. Fornendo informazioni utente a comunemente usati strumenti di albero di costruzione, si introduce il lettore ai dati necessari richiesti per dedurre relazioni filogenetiche.

<table><tbody><tr><td>Pagina web BLAST</td><td></td><td></td><td><a href="http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi">http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</a></td></tr><tr><td>BLAST executables&nbsp;</td><td></td><td></td><td><a href="ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables/blast+/LATEST/">ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables/blast+/LATEST/</a></td></tr><tr><td>Database</td><td></td><td></td> BLAST preformattati<td><a href="ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/">ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/db/</a></td></tr><tr><td>Clustal</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.clustal.org/ ">http://www.clustal.org/</a></td></tr><tr><td>Kalign</td><td></td><td></td><td><a href="http://msa.sbc.su.se/cgi-bin/msa.cgi">http://msa.sbc.su.se/cgi-bin/msa.cgi</a></td></tr><tr><td>MAFFT</td><td></td><td></td><td><a href="http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/">http://mafft.cbrc.jp/alignment/software/</a></td></tr><tr><td>MUSCOLO</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.drive5.com/muscle/">http://www.drive5.com/muscle/</a></td></tr><tr><td>T-Coffee</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.tcoffee.org/Projects/tcoffee/">http://www.tcoffee.org/Projects/tcoffee/</a></td></tr><tr><td>PROBCONS</td><td></td><td></td><td><a href="http://toolkit.tuebingen.mpg.de/probcons">http://toolkit.tuebingen.mpg.de/probcons&nbsp; </a></td></tr><tr><td>Se-Al&nbsp;</td><td></td><td></td><td><a href="http://tree.bio.ed.ac.uk/software/seal/">http://tree.bio.ed.ac.uk/software/seal/</a></td></tr><tr><td>BSEdit&nbsp;</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.bsedit.org/">http://www.bsedit.org/</a></td></tr><tr><td>JalView</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.jalview.org/">http://www.jalview.org/</a></td></tr><tr><td>SeaView</td><td></td><td></td><td><a href="http://pbil.univ-lyon1.fr/software/seaview.html">http://pbil.univ-lyon1.fr/software/seaview.html</a></td></tr><tr><td>ProtTest& nbsp;</td><td></td><td></td><td><a href="https://code.google.com/p/prottest3/">https://code.google.com/p/prottest3/</a></td></tr><tr><td>Java Runtime&nbsp;</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.java.com/en/download/chrome.jsp">http://www.java.com/en/download/chrome.jsp</a></td></tr><tr><td>Readseq</td><td></td><td></td><td><a href="http://iubio.bio.indiana.edu/cgi-bin/readseq.cgi">http://iubio.bio.indiana.edu/cgi-bin/readseq.cgi</a></td></tr><tr><td>jModelTest</td><td></td><td></td><td><a href="https://code.google.com/p/jmodeltest2/">https://code.google.com/p/jmodeltest2/</a></td></tr><tr><td>PhyML</td><td></td><td></td><<td>a href="https://code.google.com/p/phyml/">https://code.google.com/p/phyml/</a></td></tr><tr><td>MrBayes</td><td></td><td></td><td><a href="http://mrbayes.sourceforge.net/download.php">http://mrbayes.sourceforge.net/download.php</a></td></tr><tr><td>TreeView</td><td></td><td></td><td><a href="http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html">http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html</a></td></tr><tr><td>TreeDyn</td><td></td><td></td><td><a href="http://www.treedyn.org/">http://www.treedyn.org/</a></td></tr></tbody></table>

una guida pratica per phylogenetics per i non esperti

A Practical Guide to Phylogenetics for Nonexperts

Molti ricercatori, attraverso foci incredibilmente varia, stanno applicando filogenesi alla loro domanda di ricerca (s). Tuttavia, molti ricercatori sono nuovi a questo tema e quindi presenta problemi inerenti. Qui compiliamo un&#39;introduzione pratica alla filogenesi per non esperti. Abbiamo delineare in maniera step-by-step, un gasdotto per la generazione di filogenesi affidabili da insiemi di dati di sequenza del gene. Iniziamo con una interfaccia user-guida per somiglianza strumenti di ricerca attraverso interfacce online così come eseguibili locali. Avanti, esploriamo i programmi per la generazione di allineamenti multipli di sequenze seguite da protocolli per l&#39;utilizzo di software per determinare i modelli di best-fit dell&#39;evoluzione. Abbiamo poi delineare protocolli per ricostruire le relazioni filogenetiche tramite massima verosimiglianza e criteri bayesiani e, infine, descrive gli strumenti per la visualizzazione di alberi filogenetici. Anche se questo non è affatto una descrizione esaustiva di approcci filogenetici, fornisce al lettore pratico informat di partenzaion su applicazioni software chiave comunemente utilizzati da phylogeneticists. La visione di questo articolo sarebbe che potrebbe servire come strumento di formazione pratica per i ricercatori intraprendono studi filogenetici ed anche servire come risorsa educativa che potrebbe essere inserito in una classe o di insegnamento-lab.

Trovare analogie a una query consente ai ricercatori di attribuiscono un potenziale identità nuove sequenze e anche deducono le relazioni tra le sequenze. Il tipo di input di file per BLAST 1 è FASTA sequenza di testo formattato o GenBank numero di accesso. Sequenza FASTA formattato inizia con una riga di descrizione indicata da un segno &quot;&gt;&quot; (Figura 2). La descrizione deve seguire immediatamente dopo il segno &quot;&gt;&quot;, la sequenza (ad es. Nucleotidi o amminoacidi...

Qui si descrive un oleodotto step-by-step per la generazione di filogenesi affidabili da nucleotidiche o aminoacidiche set di dati di sequenza. Questa guida si propone di servire i ricercatori o studenti nuovi ad analisi filogenetica.

Una guida pratica per Phylogenetics per i non esperti

Many researchers, across incredibly diverse foci, are applying phylogenetics to their research question(s). However, many researchers are new to this ...

L'obiettivo generale di questo articolo è ricostruire un albero filogenetico affidabile a partire da sequenze di DNA o proteiche. Questo risultato si ottiene innanzitutto identificando sequenze simili mediante programmi blast presso il NCBI. Il secondo passaggio consiste nell'allineare le sequenze simili.Successivamente, il modello di evoluzione che meglio si adatta viene determinato allineando le sequenze. L'ultimo passaggio consiste nel dedurre la relazione filogenetica a partire dalle sequenze allineate. In definitiva, la procedura passo dopo passo viene utilizzata per mostrare come gli utenti possano passare da dati di sequenza a filogenie affidabili.Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali in diversi campi, inferendo identità e funzione di sequenze nuove. Per utilizzare la versione online dello strumento di ricerca allineamento locale di base, o blast, accedere al server web Blast del National Center for Biotechnology Information o NNC B'S. Fare clic sul programma blast appropriato.Inserire una sequenza di testo in formato FASTA, come quella mostrata qui, nella casella di ricerca. Fare clic sul programma blast appropriato da utilizzare per la ricerca, quindi fare clic su blast. L'output è in formato HTML per impostazione predefinita e mostra le sequenze più simili alla sequenza di testo inserita.La sezione successiva tratta dell'utilizzo di un eseguibile blast locale su Windows e Mac. Gli utenti possono passare direttamente alla sezione successiva intitolata Eseguibili Blast locali per Mac x. Per eseguire il programma blast da riga di comando su una macchina Windows, scaricare l'eseguibile Windows appropriato dal sito web NCBI blast.Dopo aver installato il programma Blast, configurare la variabile d'ambiente del PC come segue: fare clic sul pulsante di avvio del PC e fare clic con il tasto destro del mouse su Computer. Quindi fare clic su Proprietà. Nella nuova finestra, selezionare Impostazioni avanzate del sistema e, nella scheda Avanzate della nuova finestra di pop-up, fare clic sul pulsante Variabili d'ambiente.Quindi, nella sezione delle variabili utente, fare clic sul pulsante nuovo. Nella nuova finestra popup, aggiungere il nome della variabile path e il valore della variabile mostrato qui. Successivamente, scaricare un database blast preformattato, aggiornato quotidianamente dal sito web del NCBI, oppure un genoma per un organismo specifico.Quindi aprire un prompt MS DOS facendo clic su Start e digitando CMD nella barra di ricerca, quindi passare alla cartella NCBI blast. Creare il database utilizzando il comando Make blast DB mostrato qui. Creare una sequenza proteica di interrogazione denominata test inserendo una sequenza di testo proteico in formato FASTA nella cartella del database.Quindi, per identificare le sequenze più simili alla proteina in esame, interrogare il database mediante un comando di ricerca blast P. La sezione seguente ripete queste informazioni per gli utenti Mac. Gli utenti Windows possono passare direttamente alla sezione cinque, dedicata alla generazione di allineamenti multipli di sequenze.Per eseguire il programma da riga di comando blast su un Mac, scaricare l'eseguibile MAC appropriato accedendo in remoto al sito N-C-B-I-F-T-P. A tale scopo, aprire Finder e cercare terminale nella finestra del terminale, digitare l'indirizzo FTP per il sito N-C-B-I-F-T-P. Digitare anonymous come nome utente e password, quindi digitare CD blast slash executables slash latest.Elencare gli eseguibili digitando LS e scaricare l'ultima versione compatibile con i requisiti del sistema digitando quanto segue. A questo punto, decomprimere i file scaricati. Aggiungere quindi il percorso dei file binari dell'eseguibile blast al proprio path in modo che la shell possa cercare in questa directory.Quando si cercano comandi, scaricare un database blast preformattato o un genoma dal sito web del NCBI. Cercare nella directory dei genomi digitando CD genomes. Successivamente, scaricare il genoma o la sequenza di interesse come segue, quindi digitare quit per uscire dal sito FTP.Successivamente, crea il database digitando l'istruzione Make Blast DB. Inserisci una sequenza query in formato FASTA nella cartella bin e interroga il database con il comando blast P query per trovare la sequenza più simile ai dati della sequenza test; tra i programmi comunemente usati per l'allineamento multiplo di sequenze o MSA, vi è tea coffee. Dopo aver inserito i dati della sequenza in formato fasta nel campo query sul sito tea coffee, l'output indica i residui simili mediante un codice a colori.Un altro programma di MSA comunemente utilizzato è clusteral MSA, scaricabile come versione da riga di comando, CLUSTERAL W, o come versione grafica CLUSTERAL X per diversi sistemi operativi. Successivamente, caricare i dati nel programma clusteral come testo di sequenza in formato fasta selezionando la scheda file. Quindi fare clic sul pulsante per caricare le sequenze.Ora passare alla scheda allinea e fare clic sul pulsante esegui allineamento completo per allineare le sequenze in un modello di evoluzione migliore. Scaricare il programma protest. Una volta scaricato protest, fare doppio clic su protest.Una volta avviata la procedura, fare clic su "seleziona file" nella casella di allineamento per caricare i dati della sequenza. Quindi fare clic su "inizia" per eseguire il programma. Al termine dell'esecuzione, il programma indica il modello migliore in base ai criteri per l'inferenza delle sequenze.Dopo aver scaricato ed eseguito Phi ML, caricare la sequenza di input come sequenza nel formato file lip digitando il nome del file e PY. Avviare quindi il programma digitando y. Dopo aver scaricato un programma di inferenza bayesiana dal sito web Mr Bays, avviare il programma facendo clic sul file eseguibile. Quindi leggere i dati di sequenza nel formato Nexus all'interno del programma digitando execute nome_file punto NEX.Successivamente, impostare il modello evolutivo e selezionare il numero di generazioni da eseguire. Dopo aver eseguito l'analisi con il comando mc mc, riassumere gli alberi utilizzando il comando sum T per visualizzare un albero filogenetico. Scaricare il programma per la visualizzazione degli alberi.Come nota finale, vengono costantemente rilasciati nuovi software volti a fornire allineamenti migliori, previsioni di similarità o alberi filogenetici più accurati. Sebbene questa video presentazione abbia trattato programmi diffusi, si incoraggia lo spettatore a esplorare ulteriori opzioni. L'algoritmo blast esegue allineamenti locali, che cercano brevi tratti di similarità nella sequenza.Dopo che l'algoritmo ha cercato tutti i possibili tratti della sequenza in interrogazione ed esteso al massimo queste sequenze, assembla quindi gli allineamenti. Per ogni coppia di sequenze in interrogazione, il valore e fornisce un'indicazione del significato statistico di un riscontro. Più basso è il valore E, più significativo è il riscontro.Ad esempio, un allineamento di sequenza con un valore E di 0,05 indica che la probabilità che questo riscontro avvenga per caso è di cinque su cento. Il punteggio BIT utilizza una specifica matrice di punteggio per fornire un'indicazione della qualità dell'allineamento. Maggiore è il punteggio BIT, migliore sarà l'allineamento.Allineamento multiplo di sequenze o MSA è un allineamento di sequenze di tre o più sequenze primarie composte da amminoacidi, DNA o RNA. L'output dell'MSA tea coffee mostrato qui codifica con colori i residui simili. Qui viene mostrato un esempio di allineamento di sei sequenze proteiche allineate mediante cluster X per allineamenti di amminoacidi.Il programma protest viene utilizzato per determinare la selezione dei modelli di sostituzione degli amminoacidi che meglio si adattano ai dati. Durante l'analisi, il programma elenca i modelli man mano che vengono esaminati e visualizza il modello migliore al termine dell'esecuzione. Phi ML stima le filogenesi mediante il metodo della massima verosimiglianza a partire da allineamenti di sequenze nucleotidiche o amminoacidiche. Il programma incorpora un ampio numero di modelli di sostituzione abbinati a diverse opzioni per la ricerca dello spazio delle topologie dell'albero filogenetico.Mr.Bayes utilizza l'inferenza bayesiana CMC attraverso diversi modelli evolutivi per ricostruire le relazioni filogenetiche. Una volta avviato il programma, l'andamento può essere visualizzato a intervalli specifici come mostrato qui. Dopo che viene generato un albero filogenetico, la topologia deve essere visualizzata.In questa figura, la finestra della vista ad albero mostra un albero campione di proteine provenienti da fly.Base. La vista ad albero include un editor di alberi che consente all'utente di spostare i rami e ripercorrere gli alberi. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di leggere attentamente le guide utente di ciascun programma.Questo protocollo fornisce un punto di partenza pratico per illustrare al lettore il funzionamento di questi programmi. Tuttavia, incoraggio il lettore a sperimentare e a prendere familiarità con le numerose impostazioni associate a ciascun programma.

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Il database ITS2 è un banco di lavoro per la sequenza di inferenza filogenetica simultaneamente e considerando la struttura secondaria del spaziatore interno trascritto 2. Ciò include la raccolta di dati con annotazioni accurate, predizione della struttura, di sequenze multiple-struttura di allineamento e di calcolo albero veloce. In poche parole, questo banco di lavoro semplifica analisi filogenetiche primi pochi click.

Il ITS2 Database

L'obiettivo del presente protocollo è quello di sviluppare un riferimento per le proteine divergenti in un gruppo che non dispone di criteri coerenti per la nomenclatura e classificazione. Questo riferimento faciliterà l'analisi e la discussione del gruppo nel suo complesso e può essere utilizzato in aggiunta nomi affermati.

Creazione e applicazione di riferimento per facilitare la discussione e la classificazione delle proteine in un gruppo eterogeneo

È descritto un metodo per costruire un albero filogenetico basato su omologia di sequenza di dolci da eucarioti e SemiSWEETs da procarioti. L'analisi filogenetica è uno strumento utile per spiegare la parentela evolutiva tra proteine omologhe o geni da gruppi di organismi diversi.

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Lo scopo di questo protocollo è quello di indagare l'evoluzione e l'espressione dei geni candidati utilizzando i dati di sequenziamento dell'RNA.

Una pipeline bioinformatica per lo studio dell'evoluzione molecolare e dell'espressione genica usando RNA-seq

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Stiamo descrivendo un nuovo procedimento per isolare DNA genomico da sangue intero prelevato per plasma / sierologia. Dopo la raccolta del plasma, il sangue compattato viene solitamente scartata. Il nostro nuovo metodo rappresenta un miglioramento significativo rispetto ai metodi esistenti e rende il DNA e plasma disponibili da una singola collezione, senza richiedere ulteriore sangue.

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Il destino di una singola cellula embrionale può essere influenzata da molecole ereditarie e / o da segnali provenienti da cellule vicine. Utilizzando mappe destino dell'embrione stadio di segmentazione del Xenopus, singoli blastomeri possono essere identificati per la cultura in isolamento per valutare i contributi di molecole ereditarie rispetto interazioni cellula-cellula.

Espianti blastomero al test per l&#39;Impegno cellulare Fate durante lo sviluppo embrionale

Il flusso di lavoro V3 è una procedura western blot che utilizza gel senza macchie. La tecnologia senza macchie consente ai ricercatori di visualizzare la qualità della separazione proteica, di verificare l'efficienza di trasferimento e, soprattutto, di convalidare il cambiamento nella proteina di interesse utilizzando la quantificazione totale delle proteine come controllo di carico affidabile.

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Il progresso del western blotting utilizzando la fluorescenza ha permesso di rilevare sottili cambiamenti nell'espressione proteica consentendo analisi quantitative. Qui descriviamo una solida metodologia per il rilevamento di una serie di proteine in una varietà di specie e tipi di tessuto. Viene inoltre fornita una strategia per superare i problemi tecnici comuni.

Una guida al moderno Quantitative Fluorescent Western Blotting con strategie di risoluzione dei problemi

Impara a ricostruire alberi filogenetici affidabili da sequenze di DNA o proteine utilizzando BLAST, allineamenti multipli e modelli evolutivi. Questa guida pratica aiuta ricercatori e studenti a padroneggiare l'analisi filogenetica.

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