EVOLUTIONARY GENOMICS
GENE AND GENOME DUPLICATIONS – WEEK 7
Er is een unrooted tree aanwezig binnen de fylogenie omdat de evolutionaire klok (het idee
dat er sites zijn die helemaal niet evolueren) niet geldt en zeker niet over grotere
evolutionaire afstanden. Alle soorten / sequenties hebben een andere afstand tot de root.
Ondanks het feit dat sequenties niet volgens een evolutionaire klok evolueren, kunnen er wel
nog bomen gemaakt worden.
En hiervoor wordt parsimony
gebruikt. Hiermee wordt van
een alignment gewerkt naar
een boom waarin zo min
mogelijk substituties gegeven
worden. Om hiervoor te zorgen
worden de substituties in twee
richtingen gemoduleerd
(bijvoorbeeld: een T en A veranderen in elkaar, in plaats van een A verandert in een T).
Dit heeft echter wel gevolgen, aangezien er wel relaties te zien zijn maar er is geen richting
van de tijd.
Eén unrooted tree kan in meerdere rooted trees gevormd worden. En dit rooten maakt dus
ook heel veel uit voor de interpretatie van de fylogenie. Afhankelijk waar de tree wordt
geroot, worden er hele andere relaties getrokken tussen bepaalde soorten.
Dit rooten wordt vaak via de outgroup manier
gedaan. Een outgroup is een keuze die gemaakt
wordt door een onderzoeker (er is informatie buiten
de gekozen sequenties om, er is een soort die
sowieso buiten de gekozen soorten staat). Deze
outgroup wordt toegevoegd aan de alignment en dan
kan er weer een fylogenie gemaakt worden. Bij deze
fylogenie kan er bepaald worden waar er geroot kan
worden aangezien de outgroup is toegevoegd. En zo
is er informatie over de eerste drie sequenties.
De tree of life is ooit geroot, maar dit is niet voor de hand liggend. Voor het rooten zijn
verschillende stappen nodig:
1. Vind genen die gedupliceerd zijn voor de LUCA (last universal common ancester);
2. Met deze gedupliceerde genen kan een fylogenie gemaakt worden, waarbij deze
paralogen dienen als outgroup.
Er komen vaak lineage specific gene duplications voor (worden ook wel gene (family)
expansions genoemd). Ze zijn dus heel frequent en als men iets wilt begrijpen van een
bepaalde soort, dan kan er gekeken worden naar hoe groot de gen familie is in dat genoom.
De makkelijkste manier om een whole-genome duplication te herkennen zit in de synteny
en co-lineairiteit.
Er zijn veel clusters in vertebraten bekend waarbij langere stukken co-lineair zijn (ook met
gaten door gene loss). Dit is geen hard bewijs voor WGD, maar d.m.v. sequencen van het
amphioxus genoom kon gezegd worden dat het genoom van vertebraten is gedupliceerd
aangezien er lange co-lineaire blokken zijn van homologe chromosomale regio’s.
GENE AND GENOME DUPLICATIONS – WEEK 7
Er is een unrooted tree aanwezig binnen de fylogenie omdat de evolutionaire klok (het idee
dat er sites zijn die helemaal niet evolueren) niet geldt en zeker niet over grotere
evolutionaire afstanden. Alle soorten / sequenties hebben een andere afstand tot de root.
Ondanks het feit dat sequenties niet volgens een evolutionaire klok evolueren, kunnen er wel
nog bomen gemaakt worden.
En hiervoor wordt parsimony
gebruikt. Hiermee wordt van
een alignment gewerkt naar
een boom waarin zo min
mogelijk substituties gegeven
worden. Om hiervoor te zorgen
worden de substituties in twee
richtingen gemoduleerd
(bijvoorbeeld: een T en A veranderen in elkaar, in plaats van een A verandert in een T).
Dit heeft echter wel gevolgen, aangezien er wel relaties te zien zijn maar er is geen richting
van de tijd.
Eén unrooted tree kan in meerdere rooted trees gevormd worden. En dit rooten maakt dus
ook heel veel uit voor de interpretatie van de fylogenie. Afhankelijk waar de tree wordt
geroot, worden er hele andere relaties getrokken tussen bepaalde soorten.
Dit rooten wordt vaak via de outgroup manier
gedaan. Een outgroup is een keuze die gemaakt
wordt door een onderzoeker (er is informatie buiten
de gekozen sequenties om, er is een soort die
sowieso buiten de gekozen soorten staat). Deze
outgroup wordt toegevoegd aan de alignment en dan
kan er weer een fylogenie gemaakt worden. Bij deze
fylogenie kan er bepaald worden waar er geroot kan
worden aangezien de outgroup is toegevoegd. En zo
is er informatie over de eerste drie sequenties.
De tree of life is ooit geroot, maar dit is niet voor de hand liggend. Voor het rooten zijn
verschillende stappen nodig:
1. Vind genen die gedupliceerd zijn voor de LUCA (last universal common ancester);
2. Met deze gedupliceerde genen kan een fylogenie gemaakt worden, waarbij deze
paralogen dienen als outgroup.
Er komen vaak lineage specific gene duplications voor (worden ook wel gene (family)
expansions genoemd). Ze zijn dus heel frequent en als men iets wilt begrijpen van een
bepaalde soort, dan kan er gekeken worden naar hoe groot de gen familie is in dat genoom.
De makkelijkste manier om een whole-genome duplication te herkennen zit in de synteny
en co-lineairiteit.
Er zijn veel clusters in vertebraten bekend waarbij langere stukken co-lineair zijn (ook met
gaten door gene loss). Dit is geen hard bewijs voor WGD, maar d.m.v. sequencen van het
amphioxus genoom kon gezegd worden dat het genoom van vertebraten is gedupliceerd
aangezien er lange co-lineaire blokken zijn van homologe chromosomale regio’s.
