Определение эволюционного расстояния между

Определение эволюционного расстояния между нуклеотидными
Последовательностями
Все расстояния в таблицах приведены в пересчете на 100 нуклеотидов последовательности. По
вертикали и по горизонтали в каждой из матриц стоят название последовательностей, для которых
мы строим нашу эволюционную модель. Матрица истинных расстояний построена на основании
филогенетического дерева.
Матрица истинных расстояний между генами
A
B
BC
BCD
BCDEF
C
D
E
EF
F
A
0
B
180
0
BC
155
25
0
BCD
145
35
55
0
BCDEF
140
40
15
5
0
C
180
50
25
35
40
0
D
180
70
45
35
40
70
0
E
180
80
55
45
40
80
80
0
EF
150
50
25
15
10
50
50
30
0
F
180
80
55
45
40
80
80
60
30
0
ABCDEF
90
90
65
55
50
90
90
90
60
90
Матрица попарных расстояний, вычисленных по методу Джукса – Кантора
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0.00
125.53
104.04
98.88
96.91
126.24
134.58
116.81
98.39
122.74
0.00
20.06
27.56
30.71
41.26
55.19
61.88
39.21
59.78
0.00
7.72
11.20
19.19
35.48
40.34
19.54
43.37
0.00
3.69
25.66
27.37
31.72
11.97
35.05
0.00
29.52
31.32
28.73
8.01
31.11
0.00
55.75
58.89
37.43
64.98
0.00
57.16
38.31
60.97
0.00
20.76
42.89
0.00
22.36
B
BC
BCD
BCDEF
C
D
E
EF
F
0.00
Матрица попарного сходства
среднее число совпадающих нуклеотидов на 100 позиций
A
B
BC
BCD
BCDEF
C
D
E
EF
F
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0.00
60.93
56.27
54.93
54.40
61.07
62.53
59.20
54.80
60.40
0.00
17.60
23.07
25.20
31.73
39.07
42.13
30.53
41.20
0.00
7.33
10.40
16.93
28.27
31.20
17.20
32.93
0.00
3.60
21.73
22.93
25.87
11.07
28.00
0.00
24.40
25.60
23.87
7.60
25.47
0.00
39.33
40.80
29.47
43.47
0.00
40.00
30.00
41.73
0.00
18.13
32.67
0.00
19.33
0.00
Сравнение методов подсчета эволюционного расстояния
Для сравнения разных методов подсчета эволюционного расстояния были построены диаграммы.
Диаграмма 1: По оси X отложено количество замен, по оси Y отложены пары, между которыми
измерено эволюционное расстояние.
210
180
150
120
90
60
30
C
D
-A
-A
BA
FA
EBC A
-A
EF
B BC C D A
AB D E -A
C F
AB D E - A
AB CD F- A
C E
AB D E F- B
C FAB D E C
C FAB D E D
CD FEF E
-F
FC
EB
FD
FB
EC
ED
D
AB
-C
CD D
EF -B
-B
AB
C
CD F
EF - E
-E
F- F
BC
AB B ECD C D BC
EF -B
-B C
C
D
C
-B
EF
AB
-B
EF
CD
EF E - D
- B FC C
D
E
D F
F- -B C
BC
E D
D - BC
-B
D
F- CD
B EF
BC C D
D EF
C EF
-B B
E- CD
BC EF
D
BC EF
D
D -B
-B
C CD
-B
CD
FE
EF F
BC E
EF - B
-B
C C
E BC F- B C
D BC
EF EF D
BC - B - B
D CD C
EF E
-B F
C
D
AA
B
B
BC B C - B
C
D D BC
EF -B
- B CD
C
DE
F
C
-C
D
-D
E
EF - E
-E
F
FF
0
Истинное растояние
'Попарное сходств о'
Джукс-Кантор
Диаграмма 2. Зависимость полученных эволюционных расстояний от истинного расстояния. По
оси X отложены истинное количество замен, а по оси Y количество замен, полученное в моделях.
160
140
120
100
80
60
40
20
0
200
200
170
160
140
100
100
100
80
Джукс-Кантор
80
80
60
60
60
40
40
30
20
10
'Попарное сходств о'
Построенные диаграммы показывают, что для описания данной модели эволюции лучше
подходит алгоритм Джукса-Кантора, т.к. в ней есть последовательности, в которых произошло
более 100% замен.
Алгоритм "Попарного сходства" применим только в тех случаях, когда организмы
практически не разошлись в ходе эволюции, а для далеких последовательностей он не применим.
Как видно из диаграммы 2, для качественного определения, того факта, что гены
разошлись в ходе эволюции подходят и тот, и другой методы, однако в случае использования
алгоритма Джукса-Кантора кривая позволяет точнее определять расхождение генов в ходе
эволюции.