13.1: Эволюционные отношения через сравнение генома

Сравнение генома является одним из превосходных способов интерпретации эволюционных отношений между организмами. Основной принцип сравнения генома заключается в том, что если два вида имеют общую черту, она, скорее всего, кодируется последовательностью ДНК, сохраняющейся между обоими видами. Появление технологий секвенирования генома в конце 20-го века позволило ученым понять концепцию сохранения доменов между видами и помогло им вывести эволюционные отношения между различными организмами.

Сравнение генома может выявить три уровня эволюционных отношений. Первый уровень обеспечивает глубокое понимание последовательностей и белковых доменов, которые сохраняются в различных группах организмов, таких как человек и рыбы. Второй уровень еще больше увеличивает разрешение, чтобы идентифицировать уникальные элементы ДНК, присутствующие у близкородственных видов, таких как человек и шимпанзе. Третий уровень с еще более высоким разрешением данных различает генетические различия внутри вида, такие как различные варианты и подтипы организма. Это разрешение высокого уровня может идентифицировать мутации, характерные для отдельных штаммов микроорганизмов или кластеров инфицированных случаев, помогая отслеживать вспышки заболеваний.

Инструменты для секвенирования ДНК

Для получения данных о последовательностях ДНК, необходимых для вывода эволюционных отношений, можно использовать несколько методов. Среди них широко используется полногеномное секвенирование или WGS. Он предоставляет данные с высоким разрешением, чрезвычайно полезные для анализа мутаций и консервативных последовательностей среди нескольких организмов. Он также может определить причину генетических нарушений, сравнивая последовательность ДНК пораженных людей с последовательностями других незатронутых субъектов.

Инструменты анализа данных

Данные, полученные с помощью WGS или аналогичных методов секвенирования, анализируются с помощью соответствующих программных инструментов для вывода эволюционных связей. Молекулярно-эволюционный генетический анализ (MEGA) является одним из наиболее широко используемых программных инструментов. Программы, присутствующие в MEGA, такие как выравнивание последовательности сборки, построение эволюционных деревьев, оценка генетических расстояний и вычисление эволюционных деревьев времени, позволяют пользователям курировать и интерпретировать необработанные данные, полученные с помощью методов секвенирования.