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6/25/2013 1 BD101 Evolução Molecular Prof. Dr. Fabio Papes papesf@unicamp.br ramal: 1‐6223 Análise Filogenética Mutações e divergência Mutações vão acumulando nas moléculas de DNA e promovendo divergência entre as sequências de nucleotídeos de organismos com parentesco evolutivo. Suíço 1 Suíço 2 Nigeriano Alemão Chinês Inuit Sueco Análise filogenética Objetivo final: árvore filogenética (ou de genes) É um diagrama representando uma inferência da história ancestral de genes A B C D ancestral comum ancestral comum ancestral comum A filogenia Homem Chimpanzé Gorila Orangutango A filogenia Homem Chimpanzé Gorila Orangutango 1) Descobrir relações evolutivas entre organismos A filogenia Homem Chimpanzé Gorila Orangutango 2) Descobrir relações evolutivas entre genes 6/25/2013 2 A filogenia Homem Chimpanzé Gorila Orangutango 3) Explicar padrões de distribuição geográfica Comparação de sequências Alinhamento: comparação das posições dos nucleotídeos nas sequências do mesmo gene vindo de várias fontes (espécies, populações, etc) Feito por algoritmos de comparação de sequência em computadores comuns Comparação de sequências Exemplo de alinhamento Análise filogenética Como descobrir a história evolutiva dos genes com base no alinhamento? Feito por algoritmos de comparação de sequência em computadores comuns Análise filogenética Objetivo final: árvore filogenética (ou de genes) É um diagrama representando uma inferência da história ancestral de genes A B C D ancestral comum ancestral comum ancestral comum Análise filogenética Objetivo final: árvore filogenética (ou de genes) ‐ As mutações vão se acumulando no DNA a uma taxa mais ou menos constante Então quanto mais divergentes forem duas‐ Então quanto mais divergentes forem duas sequências de DNA, maior o tempo de divergência entre elas 6/25/2013 3 Análise filogenética AAGATCGATGCTGTAGTGCTGATG AAGATCGCTGCTGTAGTGCTGATG AAGATCGATCCTGTAGTGCTGATG ancestral do Homem e Gorila Homem Gorila AAGATCGCTGCTGTAGTACTGATG AAGATCGCTGCAGTAGTACTGATG AAGATCGATCCTGTAGTGCTGATT AATATCGATCCTGTAGTGCTGATT Análise filogenética AAGATCGATGCTGTAGTGCTGATG AAGATCGCTGCTGTAGTGCTGATG AAGATCGATCCTGTAGTGCTGATG ancestral do Homem, Chimp e Gorila Homem Gorila AAGATCGCTGCTGTAGTACTGATG AAGATCGCTGCAGTAGTACTGATG AAGATCGATCCTGTAGTGCTGATT AATATCGATCCTGTAGTGCTGATTATGATCGCTGCTGTAGTACTGATG Chimpanzé ancestral do Homem e Chimpanzé Análise filogenética Homem Gorila AAGATCGCTGCAGTAGTACTGATG AATATCGATCCTGTAGTGCTGATTATGATCGCTGCTGTAGTACTGATG Chimpanzé Análise filogenética Homem Gorila AAGATCGCTGCAGTAGTACTGATG AATATCGATCCTGTAGTGCTGATT ATGATCGCTGCTGTAGTACTGATGChimpanzé Número de diferenças de nucleotídeos Homem Chimpanzé Gorila Homem Chimpanzé Gorila 2 6 6 Análise filogenética Homem Gorila AAGATCGCTGCAGTAGTACTGATG AATATCGATCCTGTAGTGCTGATT ATGATCGCTGCTGTAGTACTGATGChimpanzé Número de diferenças de nucleotídeos Homem Chimpanzé Gorila Homem Chimpanzé Gorila 2 6 6 HCG Comparação de sequências Exemplo de alinhamento na prática 6/25/2013 4 Como reconstruir a filogenia? Como reconstruir a filogenia? ‐ Vários métodos ‐ Nós vamos explorar o mais simples: UPGMA ‐ Exemplo: populações de lagartos nas ilhas Canárias Como reconstruir a filogenia? 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife 4) Gomera 5) Hierro 6) Palma 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 36 3) Tenerife 40 23 4) Gomera 45 24 19 5) Hierro 49 28 21 4 6) Palma 41 25 8 19 19 Como reconstruir a filogenia? ‐ Primeiro passo: reconhecer os genes mais próximos 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife 4) Gomera 5) Hierro 6) Palma 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 36 3) Tenerife 40 23 4) Gomera 45 24 19 5) Hierro 49 28 21 4 6) Palma 41 25 8 19 19 Como reconstruir a filogenia? Gomera Hierro te m po Como reconstruir a filogenia? ‐ Segundo passo: juntar as duas categorias mais próximas 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife 4) Gomera + 5) Hierro 6) Palma 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife 4) Gomera + 5) Hierro 6) Palma 6/25/2013 5 Como reconstruir a filogenia? ‐ Terceiro passo: calcular os novos valores 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife 4) Gomera + 5) Hierro 6) Palma 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 36 3) Tenerife 40 23 4) Gomera + 5) Hierro 47 26 20 6) Palma 41 25 8 19 Como reconstruir a filogenia? ‐ Repetir o procedimento 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife 4) Gomera + 5) Hierro 6) Palma 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 36 3) Tenerife 40 23 4) Gomera + 5) Hierro 47 26 20 6) Palma 41 25 8 19 Como reconstruir a filogenia? Gomera Hierro Tenerife Palma te m po Como reconstruir a filogenia? Gomera Hierro Tenerife Palma te m po Como reconstruir a filogenia? ‐ Repetir o procedimento 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 3) Tenerife + 6) Palma 4) Gomera + 5) Hierro 1) Fuerteventura 2) Gran Canaria 36 3) Tenerife + 6) Palma 40.5 24 4) Gomera + 5) Hierro 47 26 19.5 Como reconstruir a filogenia? Gomera Hierro Tenerife Palma te m po 6/25/2013 6 Como reconstruir a filogenia? Gomera Hierro Tenerife Palma te m po Como reconstruir a filogenia? Gomera HierroGran Canaria Tenerife Palma te m po Filogenia final Gomera HierroGran Canaria Fuerte‐ ventura Tenerife Palma te m po Filogenia final Gomera HierroGran Canaria Fuerte‐ ventura Tenerife Palma T e P compartilham um ancestral comum mais recente que o ancestral comum de T, P e G. te m po Filogenia final Gomera HierroGran Canaria Fuerte‐ ventura Tenerife Palma T e P compartilham um ancestral comum mais recente que o ancestral comum de T, P e G. te m po Interpretação de padrões de distribuição geogr. Hipótese não condizente com filogenia Gomera HierroGran Canaria Fuerte‐ ventura Tenerife Palma te m po 6/25/2013 7 Interpretação de padrões de distribuição geogr. Gomera HierroGran Canaria Fuerte‐ ventura Tenerife Palma te m po Interpretação de padrões de distribuição geogr. Interpretação de padrões de distribuição geogr. Interpretação de padrões de distribuição geogr. Interpretação de padrões de distribuição geogr. Interpretação de padrões de distribuição geogr. 6/25/2013 8 Interpretação de padrões de distribuição geogr. Interpretação de padrões de distribuição geogr.
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