Fylogenie

Fylogenie:

De studie naar evolutionaire geschiedenis en relatie tussen individuen of groepen organismen.
Aan de hand van genetische en/of anatomische eigenschappen
- Anatomisch:
- Genetisch:
  - Verwantschap kan worden bepaald aan de hand van een multiple sequence alignment.

Fylogenetische boom

Een set (homologe) sequenties voor in de fylogenetische boom.
Vergelijk elke sequentie paarsgewijs (pairwise alignment) en noteer de verschillen in een tabel.
De sequenties met de minste verschillen zijn sister groups en zet je bij elkaar
Maak een 2e tabel met average differences en haal daar weer de kleinste verschillen uit.
Herhaal tot voltooid. (dia 10 tot 20)

Vroeger waren ze voornamelijk gebaseerd op basis van morfologie/anatomische eigenschappen.
Nu moleculair:
- genen
- eiwitten
- mRNA
- 3D structuren van eiwitten
Wat we wel en niet kunnen leren van bomen:
- Een tak punt (node) representeert (een vertakking/afsplitsing van) een gemeenschappelijk voorouder → soortvorming.
- Een voorouderlijke lijn is een volgorde van organismen die leid tot de afstammelingen.
- Zustergroepen delen een gemeenschappelijk voorouder.
- Zustergroepen hebben deels hun eigen geschiedenis, deels een gedeelde geschiedenis.
Bomen kunnen diagonaal of verticaal zijn
Ze kunnen om hun tak punt (node) draaien.

Cladogram	Fylogram (Fylogenetische boom)
Laat alleen een relatie zien tussen verschillende organismen in relatie tot een gemeenschappelijke voorouder.	Laat een relatie zien tussen verschillende organismen in relatie tot de evolutionaire tijd en de hoeveelheid verschillen die zijn ontstaan in die tijd.
Hypothese van een relatie tussen organismen.	Een representatie van evolutionaire historie tussen organismen.
Takken zij allemaal dezelfde lengte (geen informatie dus).	De takken hebben een andere lengte die een evolutionaire afstand weergeeft.
Kan geen evolutionaire tijd weergeven wanneer organismen uit elkaar zijn geëvolueerd.	Geeft een indicatie van evolutionaire tijd van wanneer organismen uit elkaar zijn geëvolueerd.

De tak lengtes kunnen de genetische verandering weergeven.
- Kortere takken betekent minder genetische verandering
Soms wordt tijd gebruikt m.b.v fossielen.
We kunnen nooit 100% weten wat de juiste (vorm van een) boom is. We kunnen wel gebruik maken van:
- Maximum parsimony is een methode die aanneemt dat de meest waarschijnlijke boom de boom is die het minst evolutionaire gebeurtenissen heeft.
  - Wanneer we DNA/eiwit sequenties gebruiken, betekend dit de minste base veranderingen.
- Maximum likelihood identificeert welke boom het meest waarschijnlijke een bepaalde set van DNA/eiwit sequenties produceert, d.m.v. regels/kennis over hoe DNA/eiwitten over tijd veranderen.
  - Bv: alle nucleotide substituties hebben een gelijke kans voor te komen.

Om een juist idee te krijgen van hoe organismen (of genen) gerelateerd zijn aan elkaar en in welke richting evolutie gaat, moeten we de juiste “root” hebben.
- Een root is het oudste punt in een boom die de theoretische voorouder van alle organismen in die boom weergeeft.

langste lengte vinden (A-E) in de boom van topje tot topje. De root wordt dan in het midden van die tak geplaatst.
Dit werkt als de evolutie snelheid tussen de sequenties redelijk gelijk is of als de organismen nauw verwant zijn

gebruikt een sequentie van een organisme waarvan we weten dat die ver van de andere organismen in de boom staan (ver verwant) → outgroup.
- Bv: Een vis kan een outgroup zijn van zoogdieren (zoals mens en aap).
- Een buideldier (kangoeroe) kan een outgroup zijn van de placentadieren (mens, muis, etc).