Molekulyar filogenetika

Qayta tiklangan daraxtning to'g'riligini baholash
Filogenetik rekonstruksiyada qo'llaniladigan usullarning cheklovlari muqarrar ravishda hosil bo'lgan daraxtlarning haqiqiyligi haqidagi savollarga olib keladi. Qayta tiklangan daraxtning aniqligining statistik sinovlari ishlab chiqilgan ( Hillis, 1997 ; Whelan va boshq ., 2001 ), lekin ular albatta murakkabdir, chunki daraxt raqamli emas, balki geometrikdir va topologiyaning bir qismining aniqligi kattaroq bo'lishi mumkin. yoki boshqa qismlarning aniqligidan kamroq.
Daraxt ichidagi turli filial nuqtalariga ishonch chegaralarini belgilashning odatiy usuli yuklash tahlilini o'tkazishdir . Buni amalga oshirish uchun bizga haqiqiy hizalanishdan farqli, lekin unga teng keladigan ikkinchi bir nechta tekislash kerak. Ushbu yangi hizalama 16.12 -rasmda ko'rsatilganidek, haqiqiy tekislashdan tasodifiy ustunlarni olish orqali qurilgan . Shunday qilib, yangi hizalama asl nusxadan farq qiladigan ketma-ketliklarni o'z ichiga oladi, lekin u o'zgaruvchanlikning o'xshash naqshiga ega. Bu shuni anglatadiki, biz daraxtni qayta qurishda yangi tekislashdan foydalanganda, biz shunchaki asl tahlilni takrorlamaymiz, balki xuddi shu daraxtni olishimiz kerak.

16.12-rasm
Filogenetik daraxtni yuklash uchun yangi bir nechta tekislashni qurish. Yangi hizalama haqiqiy hizalamadan tasodifiy ustunlarni olish orqali tuziladi. E'tibor bering, bir xil ustunni bir necha marta namuna olish mumkin.
Amalda 1000 ta yangi tekisliklar yaratilib, 1000 ta takroriy daraxtlar rekonstruksiya qilinadi. Keyin yuklash qiymati asl daraxtdagi har bir ichki tugunga tayinlanishi mumkin, bu qiymat o'sha tugunda ko'rilgan novdalar naqshining takroriy daraxtlarda takrorlanganligi sonidir. Agar yuklash qiymati 700/1000 dan katta bo'lsa, biz ushbu ichki tugundagi topologiyaga o'rtacha ishonch darajasini belgilashimiz mumkin.
Molekulyar soatlar ajdodlar ketma-ketligining ajralish vaqtini hisoblash imkonini beradi.
Filogenetik tahlilni o'tkazganimizda, bizning asosiy maqsadimiz taqqoslanayotgan DNK ketma-ketliklari o'rtasidagi evolyutsion munosabatlarning naqshini aniqlashdir. Ushbu munosabatlar qayta tiklanadigan daraxt topologiyasi orqali aniqlanadi. Ko'pincha bizda ikkinchi darajali maqsad ham bor: zamonaviy ketma-ketliklarni berish uchun ajdodlar ketma-ketligi qachon ajralib chiqqanligini aniqlash. Ushbu ma'lumot genom evolyutsiyasi kontekstida qiziqarli bo'lib, biz inson globin genlarining evolyutsion tarixini ko'rib chiqqanimizda aniqladik ( 15.9- rasmga qarang ). Biz gen daraxtini turlar daraxtiga tenglashtira oladigan paytlarda ma'lumot yanada qiziqarliroq bo'ladi, chunki hozirgi vaqtda ajdodlar ketma-ketligining ajralish vaqtlari spetsifikatsiya hodisalari sanalariga yaqinroq bo'ladi.
Filogenetik daraxtning filial nuqtalariga sanani belgilash uchun biz molekulyar soatdan foydalanishimiz kerak. Birinchi marta 1960-yillarning boshlarida taklif qilingan molekulyar soat gipotezasi nukleotidlarni almashtirish (yoki oqsil ketma-ketligi taqqoslanadigan bo'lsa, aminokislotalarni almashtirish) doimiy tezlikda sodir bo'lishini ta'kidlaydi. Bu shuni anglatadiki, ikkita ketma-ketlik o'rtasidagi farq darajasi ularning ajdodlari ketma-ketligi ajralib chiqqan vaqtga sana belgilash uchun ishlatilishi mumkin. Biroq, buni amalga oshirish uchun molekulyar soatni kalibrlash kerak, shunda biz million yilda qancha nukleotid almashinuvini kutishimiz kerakligini bilib olamiz. Kalibrlash odatda fotoalbom yozuvlariga murojaat qilish orqali amalga oshiriladi. Masalan, fotoalbomlar odamlar va orangutanlarning eng so'nggi umumiy ajdodi 13 million yil oldin yashaganligini ko'rsatadi. Insonning molekulyar soatini kalibrlash uchun biz inson va orangutanni solishtiramizDNK ketma-ketligi sodir bo'lgan nukleotidlarni almashtirish miqdorini aniqlash va keyin bu raqamni 13 ga, keyin esa 2 ga bo'linib, million yilda almashtirish tezligini olish uchun ( 16.13-rasm ).