Metódy v bioinformatike - 08 - Evolúcia a fylogenetické stromy

Zhrnutie prednášky

Prednáška uvádza tému evolúcie a rekonštrukcie fylogenetických stromov z zarovnaných sekvencií DNA alebo proteínov, ilustrovanú príkladom príbuznosti hrocha, veľryby, prasaťa a ťavy, kde molekulárne dáta potvrdili bližšiu príbuznosť veľrýb s hrochmi. Vysvetľuje zápis stromov v zátvorkovom formáte a problém zakorenenia, ktorý sa v praxi rieši pridaním vonkajšej skupiny (outgroup). Hlavnou metódou je maximálna úspornosť (maximum parsimony), ktorá hľadá strom vysvetľujúci pozorované rozdiely najmenším počtom mutácií. Pri ľahšej úlohe so známym stromom sa minimálny počet mutácií počíta dynamickým programovaním po jednotlivých stĺpcoch zarovnania, od listov smerom ku koreňu.

• - Fylogenetický strom zachytáva evolučné príbuzenské vzťahy medzi druhmi; DNA dáta môžu vyvrátiť intuíciu založenú na vzhľade.
• - Stromy sa v počítači zapisujú napríklad zátvorkovým formátom, kde do zátvoriek patria skupiny, ktoré sú si najbližšie.
• - Vstupom je M zarovnaných sekvencií dĺžky N; rozdiely v stĺpcoch naznačujú mutácie.
• - Väčšina metód dáva nezakorenený strom; koreň sa určuje pridaním vonkajšej skupiny (outgroup).
• - Maximálna úspornosť hľadá strom a predkovské sekvencie s najmenším počtom mutácií (score stromu).
• - Pre daný strom sa cena počíta dynamickým programovaním zdola nahor, nezávisle pre každý stĺpec zarovnania.
• - Pre každý vrchol a nukleotid sa počíta minimum mutácií v podstrome, pričom sa sčítajú hodnoty detí vrátane prípadnej mutácie na hrane.

Zhrnutie pripravené s pomocou AI z prepisu videa.