Transcript FÝLOGENETÝK TERMÝNOLOJÝ2 SABÝHA TÜMAY

FİLOGENETİK SİSTEMATİK
İLE İLGİLİ TERMİNOLOJİ
SABİHA TÜMAY
 Kladistiğe dayalı filogenetik bir
ağaca kladogram denir.
 Bu ağaçlar bir dizi çift yönlü
çataldan oluşur. Her dallanma
noktası iki türün ortak bir atadan
ayrılışını gösterir.
 Her bir dala klad denir. Bu
dallardan ayrılan şube kollarına
branch denir.
 Dallara ayrılma noktaları
node olarak ifade edilir.
 Dallanmanın başladığı ilk yer
root (kök) olarak adlandırılır.
Yeryüzünde yaşayan bitki ve hayvan türleri gibi sahip
olduğumuz tüm canlı varlıklar biyolojik çeşitlilik olarak ifade
edilir.
Biyolojik çeşitlilik kalıtımsal
bir olgudur ve ilişkili taksonlar
arasında kalıtsal bir miras vardır.
Atasal taksonlardan, türeyen
taksonlara bırakılan kalıtsal
miras, akraba taksonlarda
genotipik veya fenotipik
benzerlik olarak ortaya
çıkacaktır.
Bu temele bağlı genotipik veya
fenotipik benzerlik durumu yada
ortak atadan gelen özellikler
HOMOLOJİ olarak adlandırılır.
Bir organizmanın direkt ya da herhangi bir araçla gözlenebilen
herhangi bir özelliği, kısaca kalıtsal bilginin kendisi KARAKTER
olarak ifade edilir.
Ortak atadan kalan genetik mirasla oluşturulan,
evrimleşmenin olduğunu işaret eden karakterler HOMOLOG
KARAKTER olarak adlandırılır.
Homoloji; genetik, moleküler, fizyolojik, anatomik, morfolojik,
davranışsal, ekolojik v.b. her biyolojik özellik için söz konusu
olabilir.
 Anatomik homoloji;
Beş parmaklı üye
Tetrapodlar için homolog bir
karakterdir. Ama türeyen
taksonlarında beş parmaklı
üye yanında aynı temel
yapıyı gösteren 4,3,2,1
parmaklı üyede olabilir. Bu
değişim günümüz atalarına
kadar olan fosil kanıtlarda
net olarak gözlenir.
Bu tür homolog karakterlere çok durumlu (multistate) karakterler veya çok durumlu değişim serileri
(transformation series) denir.
Doğal olarak her karakter çok durumlu
değildir. Bazı karakterlerde iki durum söz
konusudur. Bu şekildeki karakterler ikili (binary)
karakter olarak adlandırılır.
Örneğin;
 Caryophylaceae familyasına ait bitkilerde
yapraklar dekussat dizilişlidir. Familyada
dekussat dizilişli olma veya olmama gibi iki
durum söz konusudur.
Memelilerin Artiodactyla grubunun geviş
getirme davranışı
 İnsecta için altı üyenin bulunması ve
arachnida nın ayrılmasında
Embriyolojik homoloji; Omurgalı embriyolarının hepsi gırtlak
bölgelerinde gelişimlerinin bazı evrelerinde farinjeal cepler adı
verilen yapılara sahiptir. Bu embriyonik yapılar çok farklı
homolog yapılara gelişir. Örneğin; balıkların solungaçları ya da
insanda ve diğer memelilerde orta kulağı yutağa bağlayan
östaki borusu.
 Moleküler homoloji; bitkiler ve hayvanlar gibi birbirinden çok
farklı gruplar arasında moleküler düzeyde belirli özellikleri
paylaşılır. Örneğin; hepsi DNA ve RNA dan oluşan aynı temel
genetik mekanizmayı kullanır. Moleküler biyoloji, canlıların
çeşitliliğindeki evrimsel akrabalık ilişkilerini saptamak için yeni
araçlar sağlamaktadır.
Paralogveveparalog
ortolog
genler
Ortolog
genler.
Karşılaştırmalı genomik bilimi, bir çok genin diğer genlerin
duplikasyonu ile oluştuğu ön görüşündedir .Oluşan bu paralog
genler, aynı organizmada (genomda) bulunan aynı kökenden
gelmiş ancak farklı işlevleri olan genleri tanımlar. Evrimsel sürecin
herhangi bir zamanında oluşabilir. Bu duplikasyonlar sonucu çok
benzer genler oluşmaktadır. Paralog genlerin oluşması
organizmaların yeni genler kazanmalarında önemli bir role
sahiptir.
Bir organizmadaki genler başka bir organizmanın genlerine çok
benzer olup fakat özellik yönünden farklı ise bunlarda ortolog genler
olarak tanımlanır. Ortolog iki gen, ortak atadan gelen iki
organizmanın aynı işlevi gören genleri için kullanılır.
Örneğin; LDH geni izoenzimlerini kodlayan tüm genler ufak tefek
farklılıklar gösterseler de aynı reaksiyonları katalizlemektedirler. Bu
durumda bunlar paralog genlerdir. E. coli ve faredeki LDH genleri ise
ortolog genlerdir.
Yeni genlerin
genoma kazandırılmasında iki yol vardır
1. Lateral (horizontal) gen transferi
2. Vertikal gen transferi
1. Lateral (horizontal) gen transferi;
Genler bir hücreden diğerine alışılmış
prosesler dışında yavruya geçebilir.
Prokaryotlarda lateral gen transferi için en az 3
yol mevcuttur.
 Transformasyon
 Transdüksiyon
 Konjugasyon
2.Vertikal gen transferi
Örneğin; Yapay vektör üzerindeki antibiyotikdirençlilik genleri bir bakteri türünün kendisi
içinde taşınabilir
Bir de;
Tüm benzerlik durumları homolojiyi işaret etmeyebilir. Farklı
evrimsel dallardan gelen türler benzer ekolojik rolleri varsa ve
doğal seçilim analog adaptasyonlar biçimlendirmiş ise bu
benzerliğe ANALOG denilir (Konverjent evrim). Örneğin;
yarasaların kanadı ile kuşların kanadı analog organlardır.
Takson sınırlarının belirlenmesinde kullanılan bazı
kavramlar;
Plesiomorfik karakter
Sinplesiomorfik karakter
Apomorfik karakter
Sinapomorfik karakter
Autoapomorfik karakter
Bir taksona özgü karekterlere
otoapomorfik karakterler
otoapomorfi
Bu karakterler ortak ata ilişkisi hakkında bilgi
vermez.
Ortak ata ilişkisini belirleyen esas
karakterler
Sinapomorfik karakter
Plesiomorfik karakter:
Simplesiomorfik karakter:
Atasal karakterlerdir.
Önceki atadan kalan mirastır.
Son ortak atayı işaret etmez, ilişkiyi ortaya koyar.
Filogenetik ağaç oluşturmada ve optimal ağacın
bulunmasında kullanılan metodlar:
Uyumluluk analizi (Compatibility analysis):
Homolog karakterler içinde gözlenen varyasyonların her
kombinasyonu daima birbirleriyle uyumlu olmalıdır. O zaman
aynı filogenetik ağacı destekleyeceklerdir, eğer iki karakter
uyumlu değilse en azından biri yanlış (homoplastik) olmak
zorundadır. Yanlış karakterin etkisini minimuma indirmek için,
analizin birbiriyle uyumlu karakterlerle sınırlı tutulması önerilir.
Potansiyel olarak kullanışlı birçok karakteri ihmal etme olasılığı
nedeniyle, sadece birbirine çok yakın taksonlar için kullanılması
istenir ( parelel evrim sonucu oluşma şansları daha yüksektir).
Maksimum olasılık analizi (Maximum likelihood analysis):
Evrimsel değişim tamamıyla bir olasılık modelidir. Bir grup
taksonun her olası filogenisinin, verilen belli bir veri setine
bağlı olarak, belirli bir doğrunun olma olasılığı vardır. Sonuçta
belli bir veri setini, en iyi biçimde temsil etme olasılığı en
yüksek olan ağaç tercih edilmelidir. Bu yöntemin çok fazla
sayıda değişme gösteren karakterlere uygulanması
önerilmektedir.
Tutumluluk analizi (Parsimony analysis):
Özellikle morfolojik veri matrikslerinin analizinde son derece
iyi performansa sahiptir. Dış grup metoduyla uyumlu olan ve
yaygın bir biçimde kullanılan bir tekniktir. Matematiksel
algoritması, evrimsel sürecin en kısa yoldan (en tutumlu)
işlediği kabulünden hareketle hazırlanmıştır. Yani, evrimsel
değişimlerin (karakter değişimleri) en az olduğu veri seti en
kısa ağacı (en tutumlu ağacı) verir.
Bayesian analizi:
Bu filogenetik analiz Maksimum olasılık analizine benzer.
Araştırma sonunda verilerin gruplanmasında yine evrim
modelinde kullanılan şartları içeren en iyi ağaçlar seçilir. Bayesian
sonuçları önceki olasılık görüşlerini temel alır. Olası tutarlılığın
hızla kazanılmasının da güçlü benzerlikler öne çıkar ve temelde
olasılık modelleri üzerinde çalışır (Posteriyor olasılık ). Tipik
parametre olarak transversiyon oranı, gama şekil parametresi
olarak ağaç topolojisi, şube uzunluğu, nükleotit frekansları ve
bulunma modellerinin parametrelerini içerir. Hedef
parametrelerdeki tam bir olasılık dağılımını bulmak amaçlanır.