Efectos de los alineamientos

Transcripción

1 Efectos de los alineamientos Una evaluación empírica mediante el método de parsimonia con alineamientos implícitos generados por POY vs los alineamientos ClustalW en topologías de mamíferos. Claudia Infante Jaimes Escuela de Biología Universidad Industrial de Santander Sistemática y Biogeografía Introducción En los análisis filogenéticos se usan distintas aproximaciones para tratar los datos moleculares como las secuencias de DNA, tradicionalmente los análisis proceden en dos pasos; primero se genera un alineamiento de las secuencias de ADN y después se usa el alineamiento para estimar una filogenia (Odgen & Rosemberg, 2007); para este tipo de análisis se puede hacer alineamiento manual o un alineamiento generado por un algoritmo y cambiando distintos parámetros en el software; ambos alineamientos pueden estar basados o no estructura, y los métodos de optimización directa donde simultaneo al alineamiento se genera un árbol usando distintos parámetros (Kjer, 2007). El objetivo de este trabajo es comparar los métodos de alineamiento generados por POY y ClustalW, usando criterio de parsimonia para la obtención de topologías y observar el comportamiento de estas bajo los dos tipos de alineamiento. Materiales y métodos Se utilizaron secuencias de ADN descargadas de la base de datos de Genbank para evaluar un único gen de mamíferos (secuencia mitocondrial D Loop para el género Hylobates, Citocromo b oxidasa para el género de murciélagos Stenodermatini y Apoproteína B para marsupiales), del cual se realizó alineamientos de múltiples secuencias con ClustalW y alineamientos implícitos en POY por separado. Posteriormente con la obtención de los dos tipos de alineamientos se realizaron análisis de Parsimonia en TNT, con remuestreo Boostrap para 100 réplicas. Los resultados se obtuvieron con los parámetros por defecto en cada software. Los árboles se analizaron según los nodos que se recuperan, los valores de Bootstrap que soportan el nodo y resolución de los nodos comparándolo con la hipótesis filogenética de los artículos. Resultados y discusión En el análisis del género Stenodermatini (murciélagos), se obtiene un árbol monofiletico que muestra a Koopmania como grupo hermano de Artibeus (Figura 1), análisis similar al

2 encontrado por Van Den Bussche et al, 1997, el árbol más parsimonioso se obtiene con la matriz de estados fijos de POY (Tabla 1). (Figura 2). Y ninguna de las topologías se ajusta a las hipótesis filogenéticas propuestas para marsupiales. La filogenia de marsupiales no se resuelve cuando los análisis se hacen con alineamiento ClustalW y la longitud del árbol es 1843 pasos (Tabla 1); en este árbol se observa la no monofilia del grupo marsupiales, ya que los Eutheria se mezclan con este (Figura 3). La matriz de estados fijos de POY muestra un árbol de politomias y no aparece ningún nodo resuelto. (Figura 4) Usando la secuencia D- loop, los resultados muestran a Hylobates como un grupo monofilético, tanto en los análisis de optimización directa como para los alineamientos Clustalw ; la resolución de la topología para parsimonia después de haber alineado con Clustalw, se ajusta más a la hipótesis filogenética de Hylobates propuesta por Whittaker et al, (Figura 5 y 6). El árbol más parsimonioso (528 pasos) se obtiene haciendo alineamiento ClustalW. En los análisis de parsimonia de los alineamientos ClustalW se obtienen los arboles con menor número de pasos y en todos los casos los nodos quedan resueltos. ClustalW POY Long arbol Taxa 1843 Marsupiales 528 Gibbons 407 Murcielagos 400 bats 574 Gibbons 0 Marsupiales Tabla 1. Longitud de los arboles reportados para cada taxa.

3 Figura 1. Arbol construido a partir de los alineamientos con ClustalW y basado en método de parsimonia en TNT. Usando secuencias de ADN del gen citocromo b.

4 Figura 2. Árbol construido a partir de los alineamientos implícitos con POY y análisis de parsimonia en TNT. Usando secuencias de ADN del gen citocromo b.

5 Figura 3. Árbol construido a partir de los alineamientos con ClustalW y basado en método de parsimonia en TNT. Usando secuencias de ADN regiones codificantes de ApoB.

6 Figura 4. Arbol construido a partir de los alineamientos implícitos generados por POY y análisis de parsimonia en TNT. Usando secuencias de ADN regiones codificantes de ApoB.

7 Figura 5. Árbol construido a partir de los alineamientos con ClustalW y basado en método de parsimonia en TNT. Usando la secuencia mitocondrial D-loop en Hylobates. Los números en las ramas son valores de bootstrap. Figura 6. Árbol construido a partir de los alineamientos implícitos de POY análisis de parsimonia en TNT. Usando la secuencia mitocondrial D-loop en Hylobates.

8 BIBLIOGRAFIA BILOFSKY, H.S. & Burks, C. (1988) The GenBank genetic sequence data bank. Nucl. Acids Res. 16: GOLOBOFF, P. Farris, S. Nixon, K. (2003). TNT (Tree analysis using New Technology) ver Publicadopor los autores, Tucumán, Argentin KJER, K. M., Gillespie, J. J., and Ober, K. A. (2007). Opinions on mulitple sequence alignment, and an empirical comparison of repeatability and accuracy between poy and structural alignment. Syst. Biol. 56: a. MEREDITH, R. W., Westerman, M. Case, J. (2008). A Phylogeny and Timescale for Marsupial Evolution Based on Sequences for Five Nuclear Genes. J Mammal Evol (2008) 15:1 36 DOI /s VARÓN, A.; Vinh, L. S., Bomash, I. Wheeler, W. C. (2010). POY 4.1.2: Phylogenetic analysis usingdynamic homologies. Cladistics 26: OGDEN, T. H. and Rosenberg, M. S. (2007). Alignment and topological accuracy of the direct optimization approach via poy and traditional phylogenetics via clustalw + paup*. Sys. Biol. 56: THOMPSON, J.D., Higgins, D.G. & Gibson, T.J. (1994) CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignments through sequence weighting, position specific gap penalties and weight matrix choice. Nucl. Acids Res. 22: VAN DEN BUSSCHE, R. A., and R. J.BAKER. (1997). Molecular Phylogenetics of Stenodermatini Bat Genera: Congruence of Data from Nuclear and Mitochondrial DNA J. Mol. Biol. Evol. 10(5): WHITTAKER, D.J., (2007). Resolution of the Hylobates phylogeny: Congruence of mitochondrial D-loop sequences with molecular, behavioral, and morphological data sets. Molecular phylogenetics and evolution. doi: /j.ympev