Лекция_5_БИ_М_2014
.pdf
Теория и методы филогенетического анализа: процедура выравнивания, филогенетические деревья и методы их построения и анализа
(Martin and Russell,2007)
http://chemistry.umeche.maine.edu/CHY431/Evolve.html
Введение.
Эволюционная биология — раздел биологии, изучающий происхождение видов от общих предков, наследственность и изменчивость их признаков, размножение и разнообразие форм в ходе эволюционного развития.
Чарльз Дарвин (Charles Darwin’s 1859)
«Происхождение видов путём естественного отбора,
или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь»
Наиболее важные для нас тезисы:
•Существует изменчивость
•Более приспособленные организмы оставляют больше потомков
•Адаптивные признаки «естественно отбираются» (их частота растёт)
•группы организмов долгое время подвергались отбору, структурно и функционально отдаляясь от предка и друг от друга
Пять царств живого по Haeckel, 1879.
animals
plants
fungi
protists
monera
Млекопитающие
Позвоночные
Беспозвоночные
Простейшие
Введение.
Насле́дственность — |
Изменчивость —разнообразие признаков |
способность организмов |
среди представителей данного вида |
передавать свои признаки и |
•Наследственная изменчивочть – |
особенности развития |
мутационная и комбинативная, |
потомству. |
•модификационная изменчивость |
|
Естественный отбор –
это дифференциальное выживание и размножение особей, которые отличаются друг от друга генетически детерминированными признаками.
Что происходит с последовательностями ДНК и белка?
Введение.
На молекулярном уровне эволюционная теория имеет особенности. Основные факторы:
1.накопление мутаций
2.Отбор (может способствовать накоплению или исчезновению мутаций)
Молекулярная эволюция (как направление) изучает изменения ДНК, РНК и белков в разных ветвях древа жизни.
Филогения – это выявление эволюционных взаимоотношений. Традиционно основывалась на сравнении морфологических особенностей организмов.
В настоящий момент данные ДНК и Белковых последовательностей широко используются в филогенетическом анализе.
Введение.
Начало секвенирования.
Первая последовательность белка.
1950-е Фредерик Сэнгер (F. Sanger) и коллеги.
(NP_000198) Инсулин
lifesciencesfoundation.org
Вырезается |
Вырезается |
Введение.
Выравнивание белковых последовательностей инсулина для разных позвоночных.
Корова
Овца
Свинья
Человек
Шимпанзе
Собака
Крыса
Кролик
Кит
Слон
Курица
Корова
Овца
Свинья
Человек
Шимпанзе
Собака
Крыса
Кролик
Кит
Слон
Курица
Введение.
Число нуклеотидных замен в одном сайте последовательности
Корова
Овца
Свинья
Человек
Шимпанзе
Собака
Крыса
Кролик
Кит
Слон
Курица
Корова
Овца
Свинья
Человек
Шимпанзе
Собака
Крыса 1 x 10-9 Кролик
Кит
Слон
Курица
инсулина за год.
аминокислотные
0.1 x 10-9 замены
в разных участках белка происходят неравномерно!!
0.1 x 10-9
Введение.
Последовательность инсулина морской свинки содержит много замен. Почему?
Человек
Мышь Морская Свинка
Человек
Мышь Морская Свинка
Инсулин морских свинок и нутрий связывает не два иона цинка, как у других видов?, а один. При этом жёсткие ограничения на структуру молекул ослабли и гены стали быстро дивергировать.
Таким образом скорость накопления замен разнится:
•Для разных участков последовательностей
•Для разных белков (семейств)
•В разных ветвях древа жизни
Часть 1
•Введение.
•Скорости замен и время дивергенции.
–Гипотеза молекулярных часов.
–Теория нейтральной эволюции.
•Филогенетические деревья.
•Построение Филогенетических деревьев.