evolmol dna

7/25/2019 EvolMol DNA

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Evolucion Molecular

http://bioinfo2.ugr.es/EvolMol/ Universidad de Granada

Jos L. Oliver

http://www.ugr.es/~oliver/

Tema 8. Evolucin de secuencias de DNA

1. Tasa de mutacin espontnea

2. Estimacin de las tasas de sustitucin de nucletidos.


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Desde/Hasta A T C G

A -- A T A C A G

T T A -- T C T G

C C A C T -- C G

G G A G T G C --

ATCTAGATCTAGTGCATAGCATGCA

|*|||*||*|||||*|||*|||*||

ACCTAAATTTAGTGAATATCATCCA

4 transiciones ()

8 transversiones ()

Proporcin esperada Transiciones/Transversiones = 1/2

DESDE

HASTA


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G T T TG (en 1)

A G T Se excluye

A G C Se excluye

A G A Se excluye

A G G GA (en 1)


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Las transiciones suponen el 59.3%, frente al 33% (4/12) esperado

C y G son los nucletidos ms mutables (la mutacion C G es

la ms frecuente, salvo en las islas CpG)

La mayora de las mutaciones son hacia A o T

Mutacin de base en el genoma: aumento de A+T

Pero los genes son ricos en G+C !!


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Transition/Transversion ratio = 15.7 !!

Consenso

Gen 1

Gen 2

Gen 3

Genes funcionales:


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p = nd / n

ATCTAGATCTAGTGCATAGCATGCA

|*|||*||*|||||*|||*|||*||

ACCTAAATTTAGTGAATATCATCCA

nd nmero de posiciones

con nucletidos diferentes

A

C

T

G

probabilidad = 1/3

No vale Poisson


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Mtodo de Jukes y Cantor

= 1

K = -3/4 ln(1 - 4/3 p) siendo p = nd / n

Si la distancia entre ambas secuencias es baja, K es una buena estima

de la divergencia.

Pero para distancias mayores, K sigue subestimando la divergencia

= 1

= 1

= 1


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Mtodo de Kimura con 2 parmetros (K2P)

= 1

R + P + Q = 1

K = - ln [(1 2P Q) 1 2Q]

= 1

= 1

= 1


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Mtodo de Tamura

Mtodo de Tamura y Nei

El contenido en G+C () de las secuencias puede ser 0.5

Toma en cuenta tanto el sesgo en G+C como en la proporcin

de transiciones / transversiones


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Modelo general de sustitucin de nucletidos (12 parmetros)

PERO no da estimas mejores que los de 6 parmetros


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Comparacin de los diferentes mtodos

En principio, se podra pensar que los mtodos con ms

parmetros sern mejores, ya que son ms realistas Pero en la prctica no es as debido a que hay que estimar ms

parmetros menos estadstica ms errores de muestreo (las

secuencias son finitas...)

Otro problema es que la frmula de los mtodos con ms

parmetros a menudo es inaplicable (logaritmos con argumentonegativo, etc.)

Ejemplo: estimas de K entre la -globina de conejo y ratn

Posicin delcodn JC K2P GIN (6 parmetros

)

I 0.64 0.64 0.68

II 0.42 0.42 0.52

III 0.88 0.92 Inaplicable

DivergenciaII

I

III


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Divergencia

II

I

III

II: Valores bajos Correccin poco importante (8.5 9.3)

III: altos muy (36.8 87.9)


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mutaciones

Secuencia

ancestralSimulacin

Ali neamientos

K KKK

...n veces


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Simulacin


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Las distancias ms sofis ticadas(con ms parmetros) son

imprescindibles para estimar

correctamente la longitud de las

ramas en una filogenia, pero

impor tan menos para estimar la

topologia (orden de

ramificacin) correcta


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K

Tasa de sustitucin de nucletidos:

r = K / 2T

Tasa de susti tucin


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The amount of nucleotide divergenceat synonymous and nonsynonymous

sites of the -globin gene as a

funct ion of time since divergence.

SS > NS

Mayor dispersin en SS

-globina


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Gen:

55 susti tuciones

SS > NS

Protena:

2 sustituciones

Histona H4


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Humanos vs. roedores (ratn o rata)


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Humanos vs. roedores (ratn o rata)


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Variacin en distintas regiones de los genes


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Divergencia en exones vs. intrones


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Variacin de NS en el gen de la insulina

NS


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Tasa evolutiva en el genoma mitocondrial de mamferos

Tasa de sust itucin de nucletidos muy alta: SS diez

veces mayor que en el ncleo

Causas:

Alta concentracin de radicales superxido O2-

Replicacin poco fiel

Saturacin rpida: linealidad hasta slo 10 MA Reloj

rpido

Filogenias entreespecies prximas:

primates, etc.


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Tasa evolut iva en orgnulos de plantas


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Tasa evolutiva en virus


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Tasa evolutiva en el virus de la gripe

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