Биоинформатика

КОНСТРУИРОВАНИЕ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ В ПРОГРАММЕ MATLAB

Поскольку работа в программе Matlab основывается на матрицах, то и алгоритмы, заложенные в ней для построения филогенетических деревьев, относятся к фенетическому подходу, не имеющему никакого отношения к исторической модели родства между последовательностями. В этом случае начинают с измерения расстояний между последовательностями и строят дерево с помощью процедуры иерархический кластеризации.

Кластеризацией называется сведение вместе сходных предметов (или признаков), различая классы объектов, более сходных с любыми другими, чем те объекты, которые не входят в эти классы.
Иерархическая кластеризация – это многоступенчатое группирование кластеров из кластеров.
В общем виде программа в Matlab для построения филогенетического дерева выглядит следующим образом:
s= fastaread(' Accession.fasta') – чтение биологических данных из файла в fasta формате
data(1).Sequence=s.Sequence(1:end)
data(1).Header='Accession'; – формирование массива данных для дальнейшей обработки
distances = seqpdist(data, ...'PropertyName', PropertyValue, ...) – расчет попарного расстояния между дистанциями
tree= seqlinkage(distances,'single',vir) – конструирование филогенетического дерева на основании попарной дистанции между последовательностями
h = plot(tree,'Type', 'radial','orient','left') – визуализация сконструированного объекта в виде филогенетического дерева

Для использования различных методов построения филогенетических деревьев изменяются входящие аргументы функции. Рассмотрим каждую из функций более подробно.

1. Чтение программой Matlab данных из файла в FASTA формате – функция fastaread

Синтаксис

[Header, Sequence] = fastaread(File)

Описание

Функция fastaread считывает данные из файла в FASTA формате в структуру MATLAB со следующими полями.
Header - Информация о последовательности (заголовок)
Sequence – Однобуквенная запись нуклеотидной последовательности, сохраняющейся как строка букв