Kalem ve kağıtla biyoinformatik: filogenetik ağaç oluşturma
Yüklə 113 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Sorular
- Web referansları
|
Kalem ve kağıtla biyoinformatik: filogenetik ağaç oluşturma Tercüme eden: Yasemin Gökçek ve Hikmet Geçkil (İnönü Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü) Ek materyal Tablo 2: Primatlardan 5 DNA dizisi
Tablo 3a: Neanderthal ve insan dizilerininin kıyaslanması
Fark: 3 Tablo 3b: Neanderthal ve şempanze dizilerininin kıyaslanması
Fark: 4 Tablo 3c: Neanderthal ve goril dizilerininin kıyaslanması
Fark: 11 Tablo 3d: Neanderthal ve orangutan dizilerininin kıyaslanması
Fark: 16 Table 3e: İnsan ve şempanze dizilerininin kıyaslanması
Fark: 5 Tablo 3f: İnsan ve goril dizilerininin kıyaslanması
Fark: 12 Tablo 3g: İnsan ve orangutan dizilerininin kıyaslanması
Fark: 17 Tablo 3h: Şempanze ve goril dizilerininin kıyaslanması
Fark: 11 Tablo 3i: Şempanze ve orangutan dizilerininin kıyaslanması
Fark: 14 Table 3j: Goril ve orangutan dizilerininin kıyaslanması
Fark: 14 Tablo 4: Primatlar arasındaki dizi farklılığı
Tablo 5: Primat ataları ile primatlar arasındaki evrimsel uzaklıklar
Tablo 6a: Neanderthal/insan atası ve diğer primatlar arasındaki dizi farkları
Table 6b: Neanderthal/insan /şempanze atası ve diğer primatlar arasındaki dizi farkları Neanderthal/insan/şempanze atası ve goril arasındaki dizi farklarını hesaplamak için, Neanderthal/insan atası ve goril (11.5, bkz. Tablo 6a) arasındaki ve şempanze ile goril arasındaki ortalamayı alınız (11, bkz. Tablo 4).
Tablo 6c: Neanderthal/insan/şempanze/goril atası ve diğer primatlar arasındaki dizi farkları
SorularÖğrencilerinizin etkinliği anlayıp anlamadıklarını test etmek için aşağıdaki soruları kullanabilirsiniz. Tavsiye edilen cevaplar da verilmiştir.
Goril: (0.065 + 0.098 + 0.245) * 20 milyon = 0.408 * 20 milyon = 8.16 milyon yıl önce Orangutan: (0.065 + 0.098 + 0.245 + 0.317) * 20 milyon = 0.725 * 20 milyon = 14.5 milyon yıl önce.
Oluşturulan filogenetik ağaçtaki sayılar çoğunlukla kabul edilen evrimleşme zamanlarına uyar. Ancak, insan ile Neandderthal ve insan ile şempanzeler arasındaki evrimleşme farkının daha büyük olması gerekir. Kabul edilen evrimleşme zamanları yaklaşık olarak: İnsan -Neanderthal: 500 000 yıl önce İnsan-şempanze: 6-7 milyon yıl önce İnsan-goril: 8-10 milyon yıl önce
Genomun farklı parçaları filogenetik ağacın farklı dallarında farklı hızlarda farklılaşır. Yine dili düşünmek örnek olabilir. “Merhaba”sözcüğünü düşünün. İspanyolca: Hola Fransızca: Bonjour Italyanca: Buon giorno Polonya: Czesc Rusça: Zdravstvuite Diller genellikle çok benzer ve aslında birbirleri ile yakından ilişkili olmalarına rağmen “merhaba” kelimesi Lehçe ve Rusçada çok farklıdır. Benzer şekilde bazı genom parçaları değişik hızlarda değişir. Bunun uç örneği ‘polimorfik bölge’ denilen insan genomundaki bir bölgedir. Bu bölgedeki DNA o kadar hızlı değişir ki, bunlar adli tıp ve babalık testi için kullanılır. Bir evrim ağacı yerine bu bölgedeki DNA dizilimlerini kullanarak bir soy ağacı yapabilirsiniz. Diğer bir ilginç sonuç transpozon ve virüsler tarafından yapılan, benzer görünümlü dizilerin sahip olduğu uzak türlere neden olabilen DNA eklentilerinden gelebilir. Mecazi dilde bu ne anlama gelir? Pek çok dil ‘bilgisayar’ için çok benzer bir kelime kullanır. Bu diller çok farklı olmalarına rağmen Japoncada bu kelime neredeyse İngilizcesinin aynısıdır. Bunun nedeni bilgisayarın son zamanlarda bütün dünya dillerine giren yeni bir kavram olmasıdır.
Normalde kodlanmayan DNA’lar olan bu bölgeler hızlı ayrılır.
Temel genler önemli proteinleri kodlar. Bu bölgeler çok yavaş değişir, çünkü her mutasyonun organizmanın yaşama oranı üzerinde olumsuz etkisi mümkündür; bunun için neslin değişimi miras bırakması daha az olasıdır. Birbirleri ile uzaktan ilişkili, sitokrom C için gen kodlama gibi, organizmaları karşılaştırmak için elektron aktarım zincirinin temel bileşenleri kullanılabilir.
Genetik uzaklık hesaplandığı zaman ara boşluklardan dolayı ‘hata’ değerleri verilebilir, ama aralıklı dizileri hizalama kendi içinde başlı başına bir derstir. Çok farklı olan organizmaları kıyaslıyorsanız, bu basit nukleotid farklarını kıysalamanın işe neden yaramadığını düşününüz? Bir nükleotid değişmesinin 20 milyon yıl aldığını hatırlayınız. Diziler çok uzun zaman önce ayrılmışsa, ortalama olarak, belli bir bölgede birden fazla mutasyon meydana gelmiş olabilir ve bu nedenle model bozulur. Organizmalar birbirleri ile ne kadar uzaktan ilişkili ise, onların evrimsel uzaklığını kestirmek o derece zordur.
Örneğin:
Not: Bu (Mobil DNA) ELSS websitesinden indirilebilen transpozon oyununda tartışılmıştır w1.
Amino asit dizilerine bakmak, DNA dizilerinin sağlamayacağı, fonksiyonel bir anlam verir. Örneğin, DNA’daki sessiz mutasyonlar amino asitlerde değişiklik yapmaz; kodondaki üçüncü nükleotidin (genellikle proteinde bir değişikliğe sebep olmaz) birinci veya ikinci nükleotide göre iki tür arasında daha farklılık göstermesi olasıdır. Bu alıştırmada birbirinden ayrılarak başkalaşım geçiren beş primat türünü anlama üzerinde yoğunlaştık (ağaç ölçeği). Ancak, çoğu kez birini diğerinden ayrıan düzeni bile bilmiyoruz (ağaç şekli). Örneğin insanlar ile şempanzelerin ilişkisinin goril ile şempanzelerin arasında olan ilişkiden daha yakın ilişkili olduğunu nasıl bilebiliriz? Eğer ikinci bahsedilen doğruysa, dizilim farkı nasıl farklılık gösterecektir? (Tablo 5)? Biz insanlar ve şempanzelerin, goril ve şempanzelerin ilişkilerinden daha yakın ilişkili olduğunu biliyoruz. Tablo 5’e baktığımızda goril ve şempanze dizilimleri 11 farklılığa sahipken insan ve şempanze sadece 5 farklılığa sahiptir. Eğer evrim ağacı farklı şekillenseydi şempanze ve goriller daha yakından ilişkili olsaydı onların farklılıların daha az sayıda olması beklenirdi. Farklı türlerin evrimsel geçmişindeki düzeni öğrenmek için birkaç dizi farklılığını kullanabilirsiniz. Örneğin, Tablo 4’te “insan” sırasına bakarsanız, sırayı yeniden oluşturmak için üstteki sayıdan başlayarak aşağıya doğru insandan ayrılarak evrimleşen türleri düzenleyebilirsiniz: orangutan, goril, şempanze ve Neanderthal. Ancak, sıralamayı belirlemek her zaman kolay değildir; orangutan dizisine baktığınız zaman, 14’te birleşen goril ile şempanze ile, 14-17 arasında değişen sayılar dışında diğer sayılar yukarıdan aşağıya doğru insana, Neanderthal’e, gorile ve şempanzeye gider. Bu durum ağacın yapısından dolayıdır: yaklaşık 14.5 milyon yıl önce bütün diğer türlerin atalarından, kendi kendine, orangutanlar kollara ayrılıp birbirinden ayrılmışlardır, bu yüzden eşit ölçüde onların tamamı birbirleri ile yakından ilişkilidir. Bu durum, orangutan ile diğer türler arasındaki dizi farklarının yaklaşık olarak eşit olduğu anlamına gelir. Web referanslarıw1 – Avrupa Yaşam Bilimleri Öğrenme Laboratuarı (ELLS) bir eğitim tesis olup, ilköğretim ve lise öğretmenlerine son teknoloji moleküler biyoloji metotlarını vermeyi amaçlamaktadır. ELLS ayrıca öğretmenlerin bilim adamları ile çalışması için de fırsatlar sunmaktadır. Burada verilmiş olan aktivite bu bağlamdadır. Daha çok bilgi için: www.embl.org/ells Yüklə 113 Kb. Dostları ilə paylaş:
|