Лекция 33 Общие принципы построения филогений доклад на Общие темы

Доклад раскрывает тему "Лекция 33 Общие принципы построения филогений".
Презентация поможет подготовится к предмету Общие темы, может быть полезна как ученикам и студентам, так и преподавателям.
Материал представлен на 51 страницах, оформлен в виде презентации, доступен для скачивания и просмотра онлайн.

Навигация по документу

Страница №1
Лекция 3 Общие принципы построения филогений
Страница №2
Информация вложена в изображении слайда
Страница №3
Дуплицированные гены негомологичны!
Они не получены в ходе генеалогической передачи признаков! Они занимают разные локусы и каждый имеет свою эволюционную судьбу. Это РАЗНЫЕ признаки!
Дуплицированные гены негомологичны! Они не получены в ходе генеалогической передачи признаков! Они занимают разные локусы и каждый имеет свою эволюционную судьбу. Это РАЗНЫЕ признаки!
Страница №4
В результате дупликаций возникают пары похожих, но НЕ ГОМОЛОГИЧНЫХ генов, которые обретают собственную  судьбу и эволюционируют независимо. Смешение настоящих гомологичных (=ортологичных) и негомологичных (паралогичных) ведет к ошибочной реконструкции филогенеза
В результате дупликаций возникают пары похожих, но НЕ ГОМОЛОГИЧНЫХ генов, которые обретают собственную судьбу и эволюционируют независимо. Смешение настоящих гомологичных (=ортологичных) и негомологичных (паралогичных) ведет к ошибочной реконструкции филогенеза
Страница №5
Информация вложена в изображении слайда
Страница №6
Информация вложена в изображении слайда
Страница №7
Информация вложена в изображении слайда
Страница №8
Информация вложена в изображении слайда
Страница №9
Информация вложена в изображении слайда
Страница №10
Какие признаки пригодны для филогенетического анализа?
Только наследуемые: молекулярные признаки - да!
Только гомологичные! Но как выявить гомологию молекулярных признаков?
Не гомоплазии (гомоплазии, несмотря на сходство, не несут информации о филогенетическом родстве)
Какие признаки пригодны для филогенетического анализа? Только наследуемые: молекулярные признаки - да! Только гомологичные! Но как выявить гомологию молекулярных признаков? Не гомоплазии (гомоплазии, несмотря на сходство, не несут информации о филогенетическом родстве)
Страница №11
Информация вложена в изображении слайда
Страница №12
Информация вложена в изображении слайда
Страница №13
Митохондриальная хромосома
Митохондриальная хромосома
Страница №14
Митохондриальная ДНК
Митохондриальная ДНК
Страница №15
Информация вложена в изображении слайда
Страница №16
Информация вложена в изображении слайда
Страница №17
Генные карты (A) и схема реорганизаций положения генов (B) для митохондриальных геномов Geodia neptuni  и Tethya actinia (по: Lavrov, Lang, Syst. Biol.  54:551-559 (2005)
Генные карты (A) и схема реорганизаций положения генов (B) для митохондриальных геномов Geodia neptuni и Tethya actinia (по: Lavrov, Lang, Syst. Biol. 54:551-559 (2005)
Страница №18
У общего предка Hexapoda и Crustacea произошла перестройка митохондриальной хромосомы
 (Boore et at. 1998. Gene translocation links insects and crustaceans. Nature 392:667-668)
У общего предка Hexapoda и Crustacea произошла перестройка митохондриальной хромосомы (Boore et at. 1998. Gene translocation links insects and crustaceans. Nature 392:667-668)
Страница №19
Филогения основных групп билатеральных животных, основанная на анализе хромосомных перестроек митохондриального генома (Lavrov, Lang, 2005, Systematic Biology)
Филогения основных групп билатеральных животных, основанная на анализе хромосомных перестроек митохондриального генома (Lavrov, Lang, 2005, Systematic Biology)
Страница №20
Информация вложена в изображении слайда
Страница №21
Информация вложена в изображении слайда
Страница №22
Ядерная ДНК эукариот и ДНК прокариот
Ядерная ДНК эукариот и ДНК прокариот
Страница №23
Хромосомы, геномы
Хромосомы, геномы
Эухроматин (содержит большинство генов)
Гетерохроматин 
Центромеры, теломеры,  хромосомные плечи, хромосомный бэндинг
Хромосомы, геномы Хромосомы, геномы Эухроматин (содержит большинство генов) Гетерохроматин Центромеры, теломеры, хромосомные плечи, хромосомный бэндинг
Страница №24
Информация вложена в изображении слайда
Страница №25
Некодирующая ДНК и 
С- парадокс
Некодирующая ДНК и С- парадокс
Страница №26
Кластеры рибосомальной ДНК
Кластеры рибосомальной ДНК
Страница №27
Информация вложена в изображении слайда
Страница №28
Информация вложена в изображении слайда
Страница №29
Техники ДНК-анализа
Клонирование ДНК
ПЦР и секвенирование
Техники, основанные на элекрофорезе
RAPD (randomly amplified polymorphic DNA)
RFLP (restriction fragment length polymorphism)
AFLP (amplified fragment length polymorphism)
Техники ДНК-анализа Клонирование ДНК ПЦР и секвенирование Техники, основанные на элекрофорезе RAPD (randomly amplified polymorphic DNA) RFLP (restriction fragment length polymorphism) AFLP (amplified fragment length polymorphism)
Страница №30
ПЦР
ПЦР
Страница №31
как на практике перейти от анализа распределения признаков к филогениям?
как на практике перейти от анализа распределения признаков к филогениям?
 Для этого нужны: 
(1) сами признаки, 
(2) модели эволюции этих признаков и 
(3) методы филогенетического анализа, т.е. обоснованные и систематизированные совокупности шагов и действий, которые необходимо предпринять, чтобы на основании изучения признаков и с учетом модели эволюции этих признаков решить поставленную задачу.
как на практике перейти от анализа распределения признаков к филогениям? как на практике перейти от анализа распределения признаков к филогениям? Для этого нужны: (1) сами признаки, (2) модели эволюции этих признаков и (3) методы филогенетического анализа, т.е. обоснованные и систематизированные совокупности шагов и действий, которые необходимо предпринять, чтобы на основании изучения признаков и с учетом модели эволюции этих признаков решить поставленную задачу.
Страница №32
Общие принципы построения филогений
Общие принципы построения филогений
Страница №33
Общие принципы построения филогений
Общие принципы построения филогений
Страница №34
Необходимое условие – гомологичность
Достаточное условие - соответствие поставленной задаче
Число генов (локусов)
Уровень изменчивости генов (локусов) (=скорость молекулярной эволюции)
Необходимое условие – гомологичность Достаточное условие - соответствие поставленной задаче Число генов (локусов) Уровень изменчивости генов (локусов) (=скорость молекулярной эволюции)
Страница №35
Сколько генов необходимо?
- Зависит от решаемой проблемы.
Число генов (локусов)
	1- проблемы идентификации видов и популяций
Сколько генов необходимо? - Зависит от решаемой проблемы. Число генов (локусов) 1- проблемы идентификации видов и популяций
Страница №36
Идентификация объектов
при помощи ДНК-баркодинга
Идентификация объектов при помощи ДНК-баркодинга
Страница №37
Сколько генов необходимо?
- Зависит от решаемой проблемы.
Число генов (локусов)
	1- проблемы идентификации видов и популяций
	2 – анализ равновесия по сцеплению
Сколько генов необходимо? - Зависит от решаемой проблемы. Число генов (локусов) 1- проблемы идентификации видов и популяций 2 – анализ равновесия по сцеплению
Страница №38
Лухтанов В. А., Шаповал Н.А. 2008. Выявление симпатрично обитающих видов-двойников бабочек с помощью популяционного анализа несцепленных генетических маркеров // Доклады Академии Наук. Т. 423, вып.3. С. 421-426.
Лухтанов В. А., Шаповал Н.А. 2008. Выявление симпатрично обитающих видов-двойников бабочек с помощью популяционного анализа несцепленных генетических маркеров // Доклады Академии Наук. Т. 423, вып.3. С. 421-426.
Страница №39
Число генов (локусов)
	1- проблемы идентификации
	2 – анализ равновесия по сцеплению
	3 и более – филогенетические реконструкции
Число генов (локусов) 1- проблемы идентификации 2 – анализ равновесия по сцеплению 3 и более – филогенетические реконструкции
Страница №40
Уровень изменчивости генов (локусов) (=скорость молекулярной эволюции)
Уровень изменчивости генов (локусов) (=скорость молекулярной эволюции)
	1) консервативные кодирующие районы ДНК
	2) вариабельные  кодирующие районы ДНК
	3) некодирующая ДНК
			интроны
			спейсеры
			повторы (например, микросателлиты)
Уровень изменчивости генов (локусов) (=скорость молекулярной эволюции) Уровень изменчивости генов (локусов) (=скорость молекулярной эволюции) 1) консервативные кодирующие районы ДНК 2) вариабельные кодирующие районы ДНК 3) некодирующая ДНК интроны спейсеры повторы (например, микросателлиты)
Страница №41
Общие принципы построения филогений
Общие принципы построения филогений
Страница №42
Модели – это или словесные, или имеющие вид математических формул, описания закономерностей эволюционных преобразований признаков.
Модели – это или словесные, или имеющие вид математических формул, описания закономерностей эволюционных преобразований признаков.
На ранних этапах развития филогенетики в качестве моделей часто использовались нечетко сформулированные (а иногда не сформулированные вообще) интуитивные представления о том, как могла идти эволюция изучаемых признаков.
Модели – это или словесные, или имеющие вид математических формул, описания закономерностей эволюционных преобразований признаков. Модели – это или словесные, или имеющие вид математических формул, описания закономерностей эволюционных преобразований признаков. На ранних этапах развития филогенетики в качестве моделей часто использовались нечетко сформулированные (а иногда не сформулированные вообще) интуитивные представления о том, как могла идти эволюция изучаемых признаков.
Страница №43
Параметрические  модели
Включают параметры с известными свойствами (распределениями)
Непараметрические модели
Тип распределения неизвестен
Параметрические модели Включают параметры с известными свойствами (распределениями) Непараметрические модели Тип распределения неизвестен
Страница №44
Принципы моделирования 
Любая модель использует  две группы данных 
параметры, которые выявляют при разработке модели в ходе изучения процесса (
данные, которые выявляют при обработке конкретных измерений
Принципы моделирования Любая модель использует две группы данных параметры, которые выявляют при разработке модели в ходе изучения процесса ( данные, которые выявляют при обработке конкретных измерений
Страница №45
Информация вложена в изображении слайда
Страница №46
топология
Обязательный компонент любой филогенетической модели – это топология, то есть геометрическая, обычно двухмерная схема, показывающая генеалогические связи между единицами филогенетического анализа.
топология Обязательный компонент любой филогенетической модели – это топология, то есть геометрическая, обычно двухмерная схема, показывающая генеалогические связи между единицами филогенетического анализа.
Страница №47
Информация вложена в изображении слайда
Страница №48
Выбор эволюционной модели
Выбор эволюционной модели
Страница №49
Если направление передачи признака неизвестно, можно использовать модель неукорененного дерева
Если направление передачи признака неизвестно, можно использовать модель неукорененного дерева
Страница №50
Информация вложена в изображении слайда
Страница №51
Кроме того, у филогенетических моделей могут быть различные качественные  и количественные параметры, выраженные словами, числами, соотношениями и вероятностями. 
Кроме того, у филогенетических моделей могут быть различные качественные  и количественные параметры, выраженные словами, числами, соотношениями и вероятностями. 
Примеры таких параметров: 
признак, который был потерян организмом в ходе эволюции, не может снова появиться в своем исходном виде (модель Долло) 
эволюционные изменения признака полностью обратимы (модель Фитча-Вагнера)
Кроме того, у филогенетических моделей могут быть различные качественные и количественные параметры, выраженные словами, числами, соотношениями и вероятностями. Кроме того, у филогенетических моделей могут быть различные качественные и количественные параметры, выраженные словами, числами, соотношениями и вероятностями. Примеры таких параметров: признак, который был потерян организмом в ходе эволюции, не может снова появиться в своем исходном виде (модель Долло) эволюционные изменения признака полностью обратимы (модель Фитча-Вагнера)