3-Laboratoriya mashg’uloti. Mavzu

Hayor o’rmonni tahlil qilish uchun bioinformatik quvur
Keng tarqalgan HGT tufayli har bir genning evolutsion tarixi,umuman olganda yagona bo’lib,filogenetikaga ya’ni filogenetik daraxtlarni genom miqyosida qiyosiy tahlil qilishga urg’u beradi.Bu vazifa tahlil qilingan genomlarda kodlangan proteinlar ketma-ketligidan filogenetik daraxtlarning vakillar to’plamiga olib boradigan bioinformatik quvurga bog’liq.Quvur bir necha muihim bosqichlardan iborat filogenetik tahlil uchun genomlarni tanlash,ortologik oqsillar ketma-ketligini,ya’ni turli xil organizmlardan “bir xil” gen bilan kodlangan oqsillarni aminokislotalar ketma-ketligi (evolutsion biologiyada) bunday genlar odatda ortologlar deb ataladi.
Filogenetik daraxtlarning qurilishi ,daraxtlar orasidagi masofani matrisasini qurish va masofa matrisasi asosida daraxtlarni guruhlash va tasnivlash.Shubhasiz ushbu quvur liniyasi turli xil hisoblash usullarini o’z ichiga oladi .

Ortlogik gen guruhlarining aksariyati nisbatan kam miqdordagi organizmlarnio’z ichiga oladi.Yonilg’I egiluvchanligini filogenetik tahlil qilish uchun tanlangan klasterlar to’plamida daraxtlardagi turlar soning tarqalishi ekspansional parchalanishni ko’rsatatdi,7000 ga yaqin klasterdan atigi 2000 tasi,shu jumladan 20 turdan ko’proq.Hujayra hayotning chinakam universial gen yadrosi mayda bo’lib,ba’zi organizmlarda kichik genomlarga ega bo’lgan “asosiy” genlarning yo’qolishi va genom izohlash xatolari tufayli yuzaga keladi.FOLda gi darxtlar orasidagi taxminan 100 ga yaqin universial daraxtlar(yong’oqlar),ya’ni barcha yoki deyarli tahlil qilingan organizmlarda mavjud bo’lgan genlar oilalari uchun daraxtlar mavjud edi,deyarli barcha NUT lar tarjima va transkripsiya bilan shug’ullanadiganoqsillarni kodlovchi genlarga mos keladi(Puigbo va boshqalar 2009) Yong’oqlar FOL da daraxtlarning to’liq to’plami bilan parallel ravishda tahlil qilindi.

Filogenetik daraxtni qurishdan oldin ortologik genlar yoki oqsillarning ketma –ketligi moslashtirilishi kerak,ya’ni ketma-ketlikni keyingi qiyosiy tahlil qilish uchun barcha gomologik pozitsiyalar aniqlanib,bir- birining ostiga joylashtirilishi kerak.Kattta evolutsion masofalar uchun,tahlil qilingan 100 mikrobial genomning koo’plab a’zolari o’rtasida bo’lgani kabi,daraxtlar oqsillar ketma-ketligini bir xil izlanish asosida qurilgan.

Ortologik oqsiilarining ketma-ketligi birlashtirilgac,filogenetik daraxtlarning qurilishi mumkin bo’ladi.Filogenetik daraxtlarni qurish uchun ko’plab turli xil yonashuvlar va algoritmlar ishlab chiqilgan.Evolutsiyada har qanday muammoni hal qilish uchun eng maqbul bo’lgan yagona “eng yaxshi” filogenetik usul mavjud emas,ammo umuman olganda filogenetik rekonstruksiyaning eng yuqori darajasiga gen evolutsiyasining murakkab ehtimollik modellarining qo’llaydigan yuqori ehtimollik usullari bilan erishiladi ( Felsenshteyn 2004)
Daraxtlarning qurlishi (umuman 7000 ga yaqin ) FOL naqshini aniqlashga imkon beradi va daraxtlar orasidagi markaziy tendensiya mavjudmi yoki yo’qmi degan savolga,TOL yaqinlashishi sifatida ko’rib chiqilishi mimkin.Bunday tahlilni amalga oshirish uchun birinchi navbatda daraxtlar orasidagi topologik masofalarning to’liq ,barchasiga qarshi matritsasini qurish kerak,shubhasiz bu matritsa katta,taxminan 7000*7000 kvadrat stol bo’lib,unda har bir hujayrada ikkita daraxt orasidagi masofa mavjud.