Filogenia e Filogenômicamanhã
Objetivo da aula de hoje
• Introduzir conceitos e princípios básicos que norteiam a sistemática
• Por que do uso de sequências de moléculas para sistemática
• Prática de alinhamento de sequências
SistemáticaObjetivo da Sistemática:• Nomear, descrever, classificar e identificar os
organismos (táxons)• Estudar as relações de ancestralidade
(descendência)• Estudar as adaptações dos organismos (ambiente)
De acordo com Simpson (1961):“Sistemática e o estudo dos padrões e diversidade dos organismos e todas as relações entre os mesmos”
Além da Taxonomia... O que mais envolve a Sistemática?
• A sistemática também inclui– Evolução abaixo do nível de espécie
• Transformações genéticas em populações
• Evolução = mudança na frequência de alelos (surgimento/desaparecimento)
– Evolução acima do nível de espécie• Especiação, radiação adaptativa
• Evolução = formação de novas espécies ou táxons superiores (gêneros, famílias, etc.)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 1. Estudar as relações evolutivas entre os organismos, buscando uma classificação natural
Diagrama que resume as
relações entre ancestrais e
descendentes
Como representar as filogenias?
Leitura de cladogramas: Partes das árvores
(ou folhas, OTUs e taxa terminal)
Rotação de ramos
Cladogramas são sempre bifurcados
Outras representações de dendrogramas
((A, B),(C, D),((F, G), E))
A B C D E GF
Outras representações
Tipos de árvoresUltramétrica Cladograma
Aditiva Ultramétrica
Enraizamento de árvores
• Método do “Outgroup”
Definir relação entre ancestral - descendente
Árvore não enraizada = não específica relação evolutiva.
Enraizamento = polariza as modificações de caracteres, dando uma direção específica.
Classificação natural = Grupo monofilético
• Grupo monofilético, parafilético e polifilético
A B C D E GF
AB – monofilético (CLADO)CDFG – parafiléticos (GRUPO)CE – polifiléticos (GRUPO)
Interpretação de cladogramas
DESAFIO!• ABCD• CDEFG• FGE• DEFG• ACD• ABCD• CFG• ACE
A B C D E GF
AB – monofilético (CLADO)CDFG – parafiléticos (GRUPO)CE – polifiléticos (GRUPO)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 2. Estudar organismo de regiões distintas mas de ambientes similares (adaptação?)
Convergência Adaptativa
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 3. Traçar a história evolutiva dos caracteres
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 4. Traçar a história biogeográfica dos organismos
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 5. Estudar as associações históricas (co-evolução)
Associações históricasCo-Evolução
Associações históricasCo-evolução
Metagenômica
Fig. 6. Phenetic tree representing the cultivable Acidobacteria found in association with utricles of U. breviscapa
Lima, F. et al., 2018
Matéria prima das filogenias…Os caracteres:
• Morfologia e/ou Moleculares
PREMISSAS:
(1) Ser homólogos
(2) Ser hereditários
(3) Ser independentes
Conceitos relacionados ao estado dos caracteres
Uso de caracteres moleculares para filogenia molecular
• DNA sofre mutações ao longo do tempo e parte dessas mutações se fixam (podendo causar, diferenciação entre táxons)
• Exemplo: quando duas espécies surgem a partir de um ancestral comum elas passam a acumular mutações distintas.
• A análise de mutações permite a inferência sobre processos evolutivos dos organismos.
Adição e Deleção = “Indels”
Anemia falciforme
Caracteres moleculares
(1) Ser homólogos
(2) Ser hereditários
(3) Ser independentes
Características do genomaConceito: genes, introns e espaçadores intergênicos
Qual melhor região do DNA usar?
• Éxons?
• Íntrons?
• Espaçadores?
• Vantagens e Desvantagens...
ALINHAMENTO DE SEQUÊNCIAS DE DNA
•Por que alinhar?❖ Restauração da homologia primária entre os caracteres
(estados)
ALINHAMENTO
ALINHAMENTO
ALINHAMENTO
Alinhamento de sequências de dna
Alinhamento de sequências de dna
Alinhamento de sequências de dna
Alinhamento de sequências de dna
https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/
Alinhamento de sequências de dna
Link para arquivos
http://bit.ly/phyloamvarani
❖ Edição do alinhamento
❖Regra das “3” sequências
Retirar regiões não sequenciadasAdição de “Ns” ou “?” no começo e final das sequências
Alinhamento de sequências de dna
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