Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática...
Transcript of Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática...
![Page 1: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/1.jpg)
Filogenia e Filogenômicamanhã
![Page 2: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/2.jpg)
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
![Page 3: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/3.jpg)
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”
![Page 4: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/4.jpg)
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.)
![Page 5: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/5.jpg)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 1. Estudar as relações evolutivas entre os organismos, buscando uma classificação natural
![Page 6: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/6.jpg)
Diagrama que resume as
relações entre ancestrais e
descendentes
Como representar as filogenias?
![Page 7: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/7.jpg)
Leitura de cladogramas: Partes das árvores
(ou folhas, OTUs e taxa terminal)
![Page 8: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/8.jpg)
Rotação de ramos
![Page 9: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/9.jpg)
Cladogramas são sempre bifurcados
![Page 10: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/10.jpg)
Outras representações de dendrogramas
((A, B),(C, D),((F, G), E))
A B C D E GF
![Page 11: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/11.jpg)
Outras representações
![Page 12: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/12.jpg)
Tipos de árvoresUltramétrica Cladograma
Aditiva Ultramétrica
![Page 13: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/13.jpg)
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.
![Page 14: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/14.jpg)
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
![Page 15: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/15.jpg)
DESAFIO!• ABCD• CDEFG• FGE• DEFG• ACD• ABCD• CFG• ACE
A B C D E GF
AB – monofilético (CLADO)CDFG – parafiléticos (GRUPO)CE – polifiléticos (GRUPO)
![Page 16: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/16.jpg)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 2. Estudar organismo de regiões distintas mas de ambientes similares (adaptação?)
![Page 17: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/17.jpg)
Convergência Adaptativa
![Page 18: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/19.jpg)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 3. Traçar a história evolutiva dos caracteres
![Page 20: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/22.jpg)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 4. Traçar a história biogeográfica dos organismos
![Page 23: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/24.jpg)
Sistemática Filogenética
• Uso da sistemática como ferramenta para taxonomia
– 5. Estudar as associações históricas (co-evolução)
![Page 25: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/25.jpg)
Associações históricasCo-Evolução
![Page 26: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/26.jpg)
Associações históricasCo-evolução
![Page 27: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/27.jpg)
Metagenômica
Fig. 6. Phenetic tree representing the cultivable Acidobacteria found in association with utricles of U. breviscapa
Lima, F. et al., 2018
![Page 28: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/28.jpg)
Matéria prima das filogenias…Os caracteres:
• Morfologia e/ou Moleculares
PREMISSAS:
(1) Ser homólogos
(2) Ser hereditários
(3) Ser independentes
![Page 29: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/29.jpg)
Conceitos relacionados ao estado dos caracteres
![Page 30: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/30.jpg)
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.
![Page 31: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/31.jpg)
Adição e Deleção = “Indels”
![Page 32: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/32.jpg)
Anemia falciforme
![Page 33: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/33.jpg)
Caracteres moleculares
(1) Ser homólogos
(2) Ser hereditários
(3) Ser independentes
![Page 34: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/34.jpg)
Características do genomaConceito: genes, introns e espaçadores intergênicos
![Page 35: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/35.jpg)
Qual melhor região do DNA usar?
• Éxons?
• Íntrons?
• Espaçadores?
• Vantagens e Desvantagens...
![Page 36: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/36.jpg)
ALINHAMENTO DE SEQUÊNCIAS DE DNA
•Por que alinhar?❖ Restauração da homologia primária entre os caracteres
(estados)
![Page 37: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/37.jpg)
ALINHAMENTO
![Page 38: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/38.jpg)
ALINHAMENTO
![Page 39: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/39.jpg)
ALINHAMENTO
![Page 40: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/40.jpg)
Alinhamento de sequências de dna
![Page 41: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/41.jpg)
Alinhamento de sequências de dna
![Page 42: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/42.jpg)
Alinhamento de sequências de dna
![Page 43: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/43.jpg)
Alinhamento de sequências de dna
![Page 44: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/45.jpg)
https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/
Alinhamento de sequências de dna
![Page 46: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/47.jpg)
Link para arquivos
http://bit.ly/phyloamvarani
![Page 48: Filogenia e Filogenômica manhã - Unespgenomics.fcav.unesp.br/Aulas/Aula6/1.pdf · Sistemática Objetivo da Sistemática: •Nomear, descrever, classificar e identificar os organismos](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062414/5ec7f7c4d1c8a91a5439e092/html5/thumbnails/48.jpg)
❖ 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