Φυλογενετική Ανάλυση

Abstract

Στο κεφάλαιο αυτό θα επιστρέψουμε σε προβλήματα που αφορούν τη σύγκριση αλληλουχιών με το ενδιαφέρον να επικεντρώνεται τώρα όχι στο βαθμός ομοιότητας αλλά στο τι συμπεράσματα μπορούμε να εξάγουμε από αυτόν, καθώς και από άλλα μέτρα σύγκρισης αλληλουχιών. Σ&#39; αυτά τα πλαίσια θα παρουσιαστούν οι βασικές αρχές της μοριακής εξέλιξης και της φυλογενετικής ανάλυσης. Με σημείο εκκίνησης τις αναλύσεις στοίχισης αλληλουχιών όπως περιγράφηκαν σε προηγούμενο κεφάλαιο θα συζητηθούν οι βασικές έννοιες της ομολογίας, τα μοντέλα νουκλεοτιδικών αντικαταστάσεων και η αναπαράσταση φυλογενετικών σχέσεων μέσω &quot;δέντρων&quot;. Στο επίκεντρο του κεφαλαίου θα βρεθεί το πραγματικό βιολογικό πρόβλημα της κατασκευής ενός φυλογενετικού δέντρου από μια πολλαπλή στοίχιση. Θα περιγραφεί αναλυτικά η θεωρία των νουκλεοτιδικών αντικαταστάσεων, με παραδείγματα για τα βασικά μοντέλα και στη συνέχεια θα δούμε τη θεωρία πίσω από τον υπολογισμό εξελικτικών αποστάσεων μέσω μοντέλων αντικατάστασης. Στο δεύτερο μέρος του Κεφαλαίου θα συζητηθούν συνοπτικά μέθοδοι για την κατασκευή και αξιολόγηση φυλογενετικών δέντρων. Μια αρχική εισαγωγή στη συνδυαστική θα αναδείξει την πολυπλοκότητα του προβλήματος μέσω της καταμέτρησης των πιθανών συνδυασμών ν αντικειμένων σε ένα δέντρο. Στη συνέχεια θα εξεταστούν με τη σειρά οι αλγόριθμοι πινάκων αποστάσεων όπως η UPGMA και η NJ και ελαχιστοποίησης κριτηρίων όπως οι μέθοδοι μέγιστης φειδωλότητας και πιθανοφάνειας. Τέλος, θα παρουσιαστεί η μέθοδος bootstrap για τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων φυλογενετικής ανάλυσης. <br/><br/>Στο τέλος του Κεφαλαίου θα πρέπει να μπορείτε:<br/>Να κατανοήσετε έννοιες όπως “ρυθμός αντικατάστασης”, “μοριακό ρολόι” και πώς μπορούν να μας βοηθήσουν να εξάγουμε συμπεράσματα για την εξέλιξη αλληλουχιών στο χρόνο.<br/>Να υπολογίσετε τον αριθμό των πιθανών δέντρων με τα οποία περιγράφουμε δεδομένο αριθμό ταξονομικών μονάδων.<br/>Να αναγνωρίζετε δέντρα που είναι τοπολογικά ισοδύναμα.