Filogenetyka molekularna I
|
|
- Krystyna Kwiatkowska
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 2 Literatura Krzysztof Spalik, Marcin Piwczyński (2009), Rekonstrukcja filogenezy i wnioskowanie filogenetyczne w badaniach ewolucyjnych, Kosmos 58(3-4): Filogenetyka molekularna I John C. Avise (2008), Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa Krzysztof Spalik Zakład Filogenetyki Molekularnej i Ewolucji Filogeneza a ewolucja Od Darwina podstawą rozważań ewolucyjnych stały się drzewa rodowe (jak przedstawione obok drzewo Haeckla) Drzewa te jednak tworzono intuicyjnie, a nie za pomocą metod formalnych 3 Drzewo jako hipoteza naukowa Drzewo zaproponowane przez badacza odzwierciedla jego wiedzę i poglądy, ale trudno je zweryfikować Drzewo uzyskane za pomocą metod formalnych (matematycznych) poddaje się analizie i weryfikacji 4 1
2 5 Terminologia 6 Po co nam drzewa rodowe? Aby stworzyć hierarchiczny system klasyfikacji organizmów czyli ich katalog, umożliwiający dostęp do zgromadzonej wiedzy o nich Aby badać przebieg ewolucji, np. dokonywać rekonstrukcji zmian cech w czasie Wymarła gałąź Gałąź (linia filogenetyczna) Węzły wewnętrzne (wspólni przodkowie) Taksony (np. gatunki) Węzeł zewnętrzny Korzeń drzewa Podobieństwo a pokrewieństwo Podobieństwo organizmów może oddawać ich ewolucyjne pokrewieństwo (A), ale może także wynikać z ewolucji zbieżnej, czyli konwergencji (B), albo być świadectwem odległej przeszłości ewolucyjnej dziedzictwem dawnego wspólnego przodka (C). 7 8 Filogenetyka (kladystyka) Twórcą był niemiecki entomolog Willi Hennig ( ) Kladystyka polega na szacowaniu liczby zmian na gałęziach drzewa Poszukuje wspólnych cech zaawansowanych ewolucyjnie, identyfikujących gałęzie drzewa filogenetycznego Znajduje zastosowanie do wszystkich danych nieciągłych (nie tylko sekwencji) 2
3 Ewolucja cech 9 Stany pierwotne i pochodne 10 Rozważamy ewolucję cechy u trzech spokrewnionych gatunków. U ich wspólnego przodka występowała cecha a, natomiast u jego potomków a lub a. Stan pierwotny ewolucyjnie to plezjomorfa Stan pochodny (wtórny ewolucyjnie) to apomorfa Innymi słowy, a jest cechą pierwotną, natomiast a pochodną ewolucyjnie Długa szyja plezjozaura to apomorfa cecha zaawansowana ewolucyjnie Symplezjomorfia Konwergencja Symplezjomorfia, czyli posiadanie tej samej cechy pierwotnej ewolucyjnie, nie świadczy o bliskim pokrewieństwie Konwergencja, czyli niezależne uzyskanie w toku ewolucji tej samej cechy (wtórnej ewolucyjnie), nie świadczy o bliskim pokrewieństwie 3
4 Homoplazje Symplezjomorfie i konwergencje, czyli podobieństwa nieświadczące o wspólnym pochodzeniu, określane są łącznie jako homoplazje Utrudniają one odtworzenie rzeczywistej filogenezy organizmów 13 Synapomorfia O bliskim pokrewieństwie świadczy jedynie posiadanie tej samej cechy zaawansowanej (wtórnej) ewolucyjnie, czyli synapomorfia 14 Zakorzenianie drzewa filogenetycznego 15 Zasada parsymonii Spośród wielu możliwych drzew filogenetycznych wybieramy to, które tłumaczy różnorodność cech u badanych organizmów w najbardziej oszczędny sposób, czyli za pomocą najmniejszej liczby zmian ewolucyjnych Metoda największej parsymonii (maximum parsimony) dostarcza zatem jedynie kryterium wyboru drzewa 16 Oba drzewa mają identyczną topologię, ale dzięki ukorzenieniu drzewa w węźle G znamy kierunek ewolucji 4
5 17 Strefa Felsensteina, czyli kłopoty z parsymonią 18 Analiza filogenezy trzech gatunków wiewiórek metodą parsymonii z susłem jako grupą zewnętrzną na podstawie sekwencji DNA. Najkrótsze jest drzewo nr 1. Nukleotyd T w pozycji 3 jest symplezjomorfią dla gatunków 1 i 2, a nukleotyd A jest synapomorfią dla gatunków 3 i 4. Przy nierównym tempie ewolucji w różnych gałęziach i krótkim czasie między radiacjami, metoda parsymonii daje błędne oszacowania Zbiór topologii drzew rodowych trudnych do oszacowania za pomocą parsymonii nazywamy strefą Felsensteina, sam efekt zaś przyciąganiem się długich gałęzi Spójność metody szacowania Modele podstawiania (substytucji) nukleotydów w DNA umożliwiają oszacowanie liczby wielokrotnych podstawień Metody uwzględniające długość gałęzi są spójne, o ile nie ma systematycznego błędu w oszacowaniu długości gałęzi Parsymonia liczą się tylko cechy wspólne Zgodnie z zasadą parsymonii, przodek nr 2 miał adeninę w danym miejscu sekwencji, natomiast przodek nr 1 adeninę, cytozynę lub guaninę 5
6 Parsymonia Jeśli dołączamy sekwencję z cytozyną, to wszystkie trzy warianty B, C i D są równie dobre żaden nie wymaga dodatkowej zmiany na drzewie Natomiast sekwencje z tyminą lub adeniną możemy dołączyć w dowolnym miejscu 21 Metoda największej wiarygodności Metoda największej wiarygodności czyni założenia co do tempa podstawiania nukleotydów, typów podstawień i różnic tempa podstawień w różnych gałęziach drzewa i w różnych odcinkach sekwencji Najlepsze drzewo to takie, dla którego najbardziej prawdopodobne jest uzyskanie obserwowanego rozkładu cech (nukleotydów w sekwencjach) 22 Metoda największej wiarygodności liczy się prawdopodobieństwo Przodek nr 2 miał najprawdopodobniej adeninę Jest bardziej prawdopodobne, że przodek nr 1 miał adeninę, niż że miał guaninę lub cytozynę Jeśli zatem dołączamy sekwencję z cytozyną, to najbardziej prawdopodobne jest drzewo C 23 Model ewolucji sekwencji Model ewolucji sekwencji to macierz tempa podstawień nukleotydów Najbardziej ogólny model ma następujące parametry µ: bezpośrednie tempo podstawień a-l: stałe dla każdego typu podstawienia (razem 12) p: frekwencja danego nukleotydu Prawie wszystkie modele używane w analizie są szczególnymi przypadkami tego modelu 24 6
7 Model GTR 25 Najpowszechniej używane modele są szczególnymi przypadkami GTR 26 Model GTR (general time-reversible) zakłada pełną odwracalność podstawień. Innymi słowy, tempo podstawienia np. tyminy przez adeninę jest identyczne jak adeniny przez tyminę. Zamiast 12 typów podstawień mamy zatem 6 (macierz jest symetryczna wzdłuż przekątnej) Tamura-Nei Hasegawa-Kishino-Yano Felsenstein 1984 Zharkikh Kimura 3-parameter Felsenstein 1981 Kimura 2-parameter Jukes-Cantor Problemy z niespójnością Metoda parsymonii może być niespójna, zwłaszcza w wypadku nierównego tempa ewolucji w poszczególnych gałęziach drzewa rodowego (efekt przyciągania długich gałęzi Metody bazujące na modelach substytucji DNA mogą być niespójne, jeśli różne miejsca sekwencji ewoluują w różnym tempie (a nie jest to uwzględnione w modelu) 27 Heterogeniczność tempa podstawień Jeśli tempo podstawień jest heterogeniczne, to metoda największej wiarygodności oraz metody odległościowe są niespójne Rozwiązaniem jest uwzględnienie różnic tempa podstawiania pozycji Zwykle przyjmuje się, że mają one tzw. rozkład g, charakteryzowany przez współczynnik kształtu rozkładu a 28 7
8 Metody odległościowe Bazują najczęściej (ale nie zawsze) na modelach substytucji DNA (np. JC, K2, K3, HKY, F84 itd.) Podobnie jak metoda największej wiarygodności, są spójne w tych wypadkach, gdzie parsymonia zawodzi 29 Łączenie sąsiadów Metoda łączenia sąsiadów (neighbourjoining) bierze pod uwagę zarówno odległość między łączonymi obiektami, jak i ich odległość do wszystkich pozostałych 30 Są szybką alternatywą dla metody największej wiarygodności, ale są wrażliwe na wpadnięcie w optimum lokalne Jest metodą spójną. Dla dobrych danych, jej wyniki nie odbiegają znacząco od parsymonii, największej wiarygodności i metody bayesowskiej Twierdzenie Bayesa (prawdopodobieństwo warunkowe) P(A) prawdopodobieństwo zajścia zdarzenia A P(H) prawdopodobieństwo hipotezy H P(A H) prawdopodobieństwo A przy założeniu, że H jest prawdziwe P(H A) prawdopodobieństwo H przy założeniu, że zaszło A P(H A) = P(A H)P(H) / P(A) Metoda bayesowska Bazuje na twierdzeniu Bayesa (dotyczącym prawdopodobieństwa warunkowego) w tym wypadku pytamy o prawdopodobieństwo drzewa filogenetycznego przy danym zestawie przyrównanych sekwencji Wykorzystuje się nieinformacyjne prawdopodobieństwa a priori dla stawianych hipotez W przeszukiwaniu przestrzeni wszystkich możliwych drzew stosuje się zwykle łańcuchy Markowa-Monte Carlo Do wyznaczenia prawdopodobieństwa drzew i gałęzi służy rozkład stacjonarny łańcucha MMC 8
9 33 Bootstrap jak się wyciągnąć z filogenetycznego bagna 34 Drzewu można wierzyć, jeśli: Metoda szacowania filogenezy jest spójna W danych jest silny sygnał filogenetyczny Filogeneza genu oddaje filogenezę gatunków Zakorzenienie drzewa jest prawidłowe Bootstrap polega na tworzeniu prób pseudo-losowych (losowanie ze zwracaniem) Wygenerowane macierze są poddawane takiej samej analizie, jak macierz oryginalna Zliczane są wystąpienia takich samych grup na drzewach; przyjmuje się, że dobrze wsparte grupy to takie, które pojawiły się w 95% drzew (przez analogię ze statystyką) Kiedy filogeneza genu nie oddaje filogenezy gatunków? 35 Filogeneza genu a filogeneza gatunków 36 Drzewo genu nie oddaje filogenezy gatunków w wypadku: horyzontalnego przepływu genów (transferu horyzontalnego) rekombinacji genów paralogicznych niepełnego sortowania linii genealogicznych silnego doboru premiującego polimorfizm alleli w loci hybrydyzacji i introgresji Drzewo genu jest identyczne z drzewem gatunków, jeśli allele uległy pełnemu posortowaniu między gatunkami potomnymi Zjawiska te można wychwycić porównując drzewa uzyskane za pomocą różnych genów (filogenomika) 9
10 37 Drzewo życia Haeckla i współczesne 38 Podsumowanie Skuteczność oszacowania filogenezy organizmów zależy od: wyboru odpowiedniego locus lub loci (drzewo genów powinno odpowiadać drzewu gatunków) mocy sygnału filogenetycznego (tempa ewolucji sekwencji w czasie oraz zróżnicowania tego tempa w obrębie sekwencji) spójności metody rekonstrukcji filogenezy (metody mogą być niespójne w wypadku dużego szumu filogenetycznego lub niedoszacowania długości gałęzi) dobrego wyboru grupy zewnętrznej 10
Filogenetyka molekularna I. Krzysztof Spalik Zakład Filogenetyki Molekularnej i Ewolucji
Filogenetyka molekularna I Krzysztof Spalik Zakład Filogenetyki Molekularnej i Ewolucji 3 Literatura Krzysztof Spalik, Marcin Piwczyński (2009), Rekonstrukcja filogenezy i wnioskowanie filogenetyczne w
Filogenetyka molekularna I. Krzysztof Spalik
Filogenetyka molekularna I Krzysztof Spalik Literatura Krzysztof Spalik, Marcin Piwczyński (2009), Rekonstrukcja filogenezy i wnioskowanie filogenetyczne w badaniach ewolucyjnych, Kosmos 58(3-4): 485-498
Filogenetyka molekularna. Dr Anna Karnkowska Zakład Filogenetyki Molekularnej i Ewolucji
Filogenetyka molekularna Dr Anna Karnkowska Zakład Filogenetyki Molekularnej i Ewolucji Co to jest filogeneza? Filogeneza=drzewo filogenetyczne=drzewo rodowe=drzewo to rozgałęziający się diagram, który
Konstruowanie drzew filogenetycznych. Magda Mielczarek Katedra Genetyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Konstruowanie drzew filogenetycznych Magda Mielczarek Katedra Genetyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Drzewa filogenetyczne ukorzenione i nieukorzenione binarność konstrukcji topologia (sposób rozgałęziana
PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 5 ANALIZA FILOGENETYCZNA
PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 5 ANALIZA FILOGENETYCZNA ANALIZA FILOGENETYCZNA 1. Wstęp - filogenetyka 2. Struktura drzewa filogenetycznego 3. Metody konstrukcji drzewa 4. Etapy konstrukcji drzewa filogenetycznego
Genomika Porównawcza. Agnieszka Rakowska Instytut Informatyki i Matematyki Komputerowej Uniwersytet Jagiellooski
Genomika Porównawcza Agnieszka Rakowska Instytut Informatyki i Matematyki Komputerowej Uniwersytet Jagiellooski 1 Plan prezentacji 1. Rodzaje i budowa drzew filogenetycznych 2. Metody ukorzeniania drzewa
PODSTAWY BIOINFORMATYKI 6 ANALIZA FILOGENETYCZNA
PODSTAWY BIOINFORMATYKI 6 ANALIZA FILOGENETYCZNA ANALIZA FILOGENETYCZNA 1. Wstęp - filogenetyka 2. Struktura drzewa filogenetycznego 3. Metody konstrukcji drzewa - przykłady 4. Etapy konstrukcji drzewa
klasyfikacja fenetyczna (numeryczna)
Teorie klasyfikacji klasyfikacja fenetyczna (numeryczna) systematyka powinna być wolna od wszelkiej teorii (a zwłaszcza od teorii ewolucji) filogeneza jako ciąg zdarzeń jest niepoznawalna opiera się na
Urszula Poziomek, doradca metodyczny w zakresie biologii Materiał dydaktyczny przygotowany na konferencję z cyklu Na miarę Nobla, 14 stycznia 2010 r.
Ćwiczenie 1 1 Wstęp Rozważając możliwe powiązania filogenetyczne gatunków, systematyka porównuje dane molekularne. Najskuteczniejszym sposobem badania i weryfikacji różnych hipotez filogenetycznych jest
Krzysztof Spalik 1, Marcin Piwczyński 2
Tom 58 2009 Numer 3 4 (284 285) Strony 485 498 Krzysztof Spalik 1, Marcin Piwczyński 2 1 Zakład Systematyki i Geografii Roślin Instytut Botaniki Uniwersytet Warszawski Aleje Ujazdowskie 4, 00-478 Warszawa
Badanie doboru naturalnego na poziomie molekularnym
Badanie doboru naturalnego na poziomie molekularnym Podstawy ewolucji molekulanej Jak ewoluują sekwencje Zmiany genetyczne w ewolucji Mutacje tworzą nowe allele genów Inwersje zmieniają układ genów na
Analizy filogenetyczne
BIOINFORMATYKA edycja 2016 / 2017 wykład 6 Analizy filogenetyczne dr Jacek Śmietański jacek.smietanski@ii.uj.edu.pl http://jaceksmietanski.net Plan wykładu 1. Cele i zastosowania 2. Podstawy ewolucyjne
Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta
Bioinformatyka Laboratorium, 30h Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl 1 Metoda NJ (przyłączania sąsiadów) umożliwia tworzenie drzewa addytywnego: odległości ewolucyjne między sekwencjami
Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.
Teoria ewolucji Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Ewolucja Znaczenie ogólne: zmiany zachodzące stopniowo w czasie W biologii ewolucja biologiczna W astronomii i kosmologii ewolucja gwiazd i wszechświata
Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta
Bioinformatyka Laboratorium, 30h Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl 1 Filogenetyka molekularna wykorzystuje informację zawartą w sekwencjach aminokwasów lub nukleotydów do kontrukcji drzew
Acknowledgement. Drzewa filogenetyczne
Wykład 8 Drzewa Filogenetyczne Lokalizacja genów Some figures from: Acknowledgement M. Zvelebil, J.O. Baum, Introduction to Bioinformatics, Garland Science 2008 Tradycyjne drzewa pokrewieństwa Drzewa oparte
Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie.
Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie. Ewolucja biologiczna } Znaczenie ogólne: } proces zmian informacji genetycznej (częstości i rodzaju alleli), } które to zmiany są przekazywane z pokolenia
Filogeneza: problem konstrukcji grafu (drzewa) zależności pomiędzy gatunkami.
181 Filogeneza: problem konstrukcji grafu (drzewa) zależności pomiędzy gatunkami. 3. D T(D) poprzez algorytm łączenia sąsiadów 182 D D* : macierz łącząca sąsiadów n Niech TotDist i = k=1 D i,k Definiujemy
Rycina 1. Zasięg i zagęszczenie łosi (liczba osobników/1000 ha) w Polsce w roku 2010 oraz rozmieszczenie 29 analizowanych populacji łosi.
Ryciny 193 Rycina 1. Zasięg i zagęszczenie łosi (liczba osobników/1000 ha) w Polsce w roku 2010 oraz rozmieszczenie 29 analizowanych populacji łosi. Na fioletowo zaznaczone zostały populacje (nr 1 14)
plezjomorfie: podobieństwa dziedziczone po dalszych przodkach (c. atawistyczna)
Podobieństwa pomiędzy organizmami - cechy homologiczne: podobieństwa wynikające z dziedziczenia - apomorfie: podobieństwa dziedziczone po najbliższym przodku lub pojawiająca się de novo (c. ewolucyjnie
Spis treści. Przedmowa... XI. Wprowadzenie i biologiczne bazy danych. 1 Wprowadzenie... 3. 2 Wprowadzenie do biologicznych baz danych...
Przedmowa... XI Część pierwsza Wprowadzenie i biologiczne bazy danych 1 Wprowadzenie... 3 Czym jest bioinformatyka?... 5 Cele... 5 Zakres zainteresowań... 6 Zastosowania... 7 Ograniczenia... 8 Przyszłe
Ograniczenia środowiskowe nie budzą wielu kontrowersji, co nie znaczy że rozumiemy do końca proces powstawania adaptacji fizjologicznych.
1 Ograniczenia środowiskowe nie budzą wielu kontrowersji, co nie znaczy że rozumiemy do końca proces powstawania adaptacji fizjologicznych. Wiadomo, że ściśle powiązane z zagadnieniem interakcji kompetencje
Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.
Teoria ewolucji Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A pgolik@igib.uw.edu.pl Informacje, materiały: http://www.igib.uw.edu.pl/
Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.
Podstawy biologii Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja. Materiał genetyczny Materiałem genetycznym są kwasy nukleinowe Materiałem genetycznym organizmów komórkowych jest kwas deoksyrybonukleinowy
Dopasowanie sekwencji (sequence alignment)
Co to jest alignment? Dopasowanie sekwencji (sequence alignment) Alignment jest sposobem dopasowania struktur pierwszorzędowych DNA, RNA lub białek do zidentyfikowanych regionów w celu określenia podobieństwa;
Wykład Bioinformatyka 2012-09-24. Bioinformatyka. Wykład 7. E. Banachowicz. Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM. Ewolucyjne podstawy Bioinformatyki
Bioinformatyka Wykład 7 E. Banachowicz Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM http://www.amu.edu.pl/~ewas 1 Plan Bioinformatyka Ewolucyjne podstawy Bioinformatyki Filogenetyka Bioinformatyczne narzędzia
Porównywanie i dopasowywanie sekwencji
Porównywanie i dopasowywanie sekwencji Związek bioinformatyki z ewolucją Wraz ze wzrostem dostępności sekwencji DNA i białek pojawiła się nowa możliwość śledzenia ewolucji na poziomie molekularnym Ewolucja
Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek
Podstawy ewolucji molekularnej Ewolucja sekwencji DNA i białek Zmiany genetyczne w ewolucji } Mutacje } tworzą nowe allele genów } Inwersje } zmieniają układ genów na chromosomach } mogą uniemożliwić rekombinację
Nuttall przeprowadził testy precypitacyjne białek surowicy, aby wykazać związek filogenetyczny między różnymi grupami zwierząt.
1904 Nuttall przeprowadził testy precypitacyjne białek surowicy, aby wykazać związek filogenetyczny między różnymi grupami zwierząt. M. Prakash 2007.Encyclopaedia of Gene Evolution Vol. 2, Molecular Genetics,
Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek
Podstawy ewolucji molekularnej Ewolucja sekwencji DNA i białek Zmiany genetyczne w ewolucji Mutacje tworzą nowe allele genów Inwersje zmieniają układ genów na chromosomach mogą uniemożliwić rekombinację
PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 DOPASOWANIE SEKWENCJI
PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 DOPASOWANIE SEKWENCJI DOPASOWANIE SEKWENCJI 1. Dopasowanie sekwencji - definicja 2. Wizualizacja dopasowania sekwencji 3. Miary podobieństwa sekwencji 4. Przykłady programów
Mitochondrialna Ewa;
Mitochondrialna Ewa; jej sprzymierzeńcy i wrogowie Lien Dybczyńska Zakład genetyki, Uniwersytet Warszawski 01.05.2004 Milion lat temu Ale co dalej??? I wtedy wkracza biologia molekularna Analiza różnic
Recenzja rozprawy doktorskiej. mgr Marcina Jana Kamińskiego. pt. Grupa rodzajowa Ectateus (Coleoptera: Tenebrionidae) filogeneza i klasyfikacja.
Dr hab. Grzegorz Paśnik Instytut Systematyki i Ewolucji Zwierząt Polska Akademia Nauk ul. Sławkowska 17, 31-016 Kraków Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Marcina Jana Kamińskiego pt. Grupa rodzajowa Ectateus
PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 DOPASOWANIE SEKWENCJI
PODSTAWY BIOINFORMATYKI WYKŁAD 4 DOPASOWANIE SEKWENCJI DOPASOWANIE SEKWENCJI 1. Dopasowanie sekwencji - definicja 2. Wizualizacja dopasowania sekwencji 3. Miary podobieństwa sekwencji 4. Przykłady programów
Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta
Bioinformatyka Laboratorium, 30h Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl 1 Często dopasować chcemy nie dwie sekwencje ale kilkanaście lub więcej 2 Istnieją dokładne algorytmy, lecz są one niewydajne
MODELOWANIE STOCHASTYCZNE CZĘŚĆ II - ŁAŃCUCHY MARKOWA. Biomatematyka Dr Wioleta Drobik-Czwarno
MODELOWANIE STOCHASTYCZNE CZĘŚĆ II - ŁAŃCUCHY MARKOWA Biomatematyka Dr Wioleta Drobik-Czwarno Polecane Łańcuchy Markowa wizualnie: http://setosa.io/ev/markov-chains/ Procesy stochastyczne Procesem stochastycznym
Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek
Podstawy ewolucji molekularnej Ewolucja sekwencji DNA i białek Egzamin: 29.01.2018 16:00, sala 9B Pierwsza synteza Ewolucja jako zmiany częstości alleli w populacji Mutacje jako źródło nowych alleli Dobór
Wszystkie wyniki w postaci ułamków należy podawać z dokładnością do czterech miejsc po przecinku!
Pracownia statystyczno-filogenetyczna Liczba punktów (wypełnia KGOB) / 30 PESEL Imię i nazwisko Grupa Nr Czas: 90 min. Łączna liczba punktów do zdobycia: 30 Czerwona Niebieska Zielona Żółta Zaznacz znakiem
Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.
Podstawy biologii Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja. Zarys biologii molekularnej genu Podstawowe procesy genetyczne Replikacja powielanie informacji Ekspresja wyrażanie (realizowanie funkcji)
Budowanie drzewa filogenetycznego
Szkoła Festiwalu Nauki 134567 Wojciech Grajkowski Szkoła Festiwalu Nauki, ul. Ks. Trojdena 4, 02-109 Warszawa www.sfn.edu.pl sfn@iimcb.gov.pl Budowanie drzewa filogenetycznego Cel Ćwiczenie polega na budowaniu
E: Rekonstrukcja ewolucji. Algorytmy filogenetyczne
E: Rekonstrukcja ewolucji. Algorytmy filogenetyczne Przypominajka: 152 drzewo filogenetyczne to drzewo, którego liśćmi są istniejące gatunki, a węzły wewnętrzne mają stopień większy niż jeden i reprezentują
Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta
Laboratorium, 30h Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl Zasady zaliczenia przedmiotu Kolokwia (3 4 ) Ocena aktywności i przygotowania Obecnośd Literatura, materiały i ewolucja molekularna
Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl
Laboratorium, 30h Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl Zasady zaliczenia przedmiotu Kolokwia (3 4 ) Ocena aktywności i przygotowania Obecnośd Literatura, materiały Bioinformatyka i ewolucja
Wstęp do Biologii Obliczeniowej
Wstęp do Biologii Obliczeniowej Zagadnienia na kolokwium Bartek Wilczyński 5. czerwca 2018 Sekwencje DNA i grafy Sekwencje w biologii, DNA, RNA, białka, alfabety, transkrypcja DNA RNA, translacja RNA białko,
Zmienność. środa, 23 listopada 11
Zmienność http://ggoralski.com Zmienność Zmienność - rodzaje Zmienność obserwuje się zarówno między poszczególnymi osobnikami jak i między populacjami. Różnice te mogą mieć jednak różne podłoże. Mogą one
Ewolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach
Ewolucjonizm NEODARWINIZM Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach Główne paradygmaty biologii Wspólne początki życia Komórka jako podstawowo jednostka funkcjonalna
Zmienność ewolucyjna. Ewolucja molekularna
Zmienność ewolucyjna Ewolucja molekularna Mechanizmy ewolucji Generujące zmienność mutacje rearanżacje genomu horyzontalny transfer genów! Działające na warianty wytworzone przez zmienność dobór naturalny
Metoda dokładnej rekonstrukcji drzew filogenetycznych genów. współczynników substytucji dla genów i gatunków
Metoda dokładnej rekonstrukcji drzew filogenetycznych genów z zastosowaniem współczynników substytucji dla genów i gatunków Na podstawie artykułu Accurate gene-tree reconstruction by learning gene- and
Teoria ewolucji. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Podstawy ewolucji molekularnej
Teoria ewolucji. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Podstawy ewolucji molekularnej Specjacja } Pojawienie się bariery reprodukcyjnej między populacjami dające początek gatunkom } Specjacja allopatryczna
1. Symulacje komputerowe Idea symulacji Przykład. 2. Metody próbkowania Jackknife Bootstrap. 3. Łańcuchy Markova. 4. Próbkowanie Gibbsa
BIOINFORMATYKA 1. Wykład wstępny 2. Bazy danych: projektowanie i struktura 3. Równowaga Hardyego-Weinberga, wsp. rekombinacji 4. Analiza asocjacyjna 5. Analiza asocjacyjna 6. Sekwencjonowanie nowej generacji
Konstrukcja drzew filogenetycznych podstawy teoretyczne.
Dorota Rogalla Urszula Rogalla Konstrukcja drzew filogenetycznych podstawy teoretyczne. Streszczenie Wśród wyzwań stojących przed genetyką wymienić można nie tylko kojarzone klasycznie poznawanie struktury
Spis treści. Przedmowa... XI. Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar... 1. Rozdział 2. Pomiar: liczby i obliczenia liczbowe... 16
Spis treści Przedmowa.......................... XI Rozdział 1. Pomiar: jednostki miar................. 1 1.1. Wielkości fizyczne i pozafizyczne.................. 1 1.2. Spójne układy miar. Układ SI i jego
Mechanizmy zmienności ewolucyjnej. Podstawy ewolucji molekularnej.
Mechanizmy zmienności ewolucyjnej Podstawy ewolucji molekularnej. Mechanizmy ewolucji } Generujące zmienność } mutacje } rearanżacje genomu } horyzontalny transfer genów } Działające na warianty wytworzone
Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek
Podstawy ewolucji molekularnej Ewolucja sekwencji DNA i białek Podręczniki Populacja Grupa krzyżujących się ze sobą osobników oraz ich potomstwo Zbiór wszystkich alleli populacji pula genowa Najprostszy
Genetyka populacji. Ćwiczenia 7
Genetyka populacji Ćwiczenia 7 Rodowody wraz z wynikami kontroli użytkowości stanowią podstawową informację potrzebną do doskonalenia zwierząt C F X S D C F C F S D strzałka oznacza przepływ genów między
Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta
Laboratorium, 30h Michał Bereta mbereta@pk.edu.pl www.michalbereta.pl Zasady zaliczenia przedmiotu Kolokwia (3 4 ) Ocena aktywności i przygotowania Obecność Literatura, materiały Bioinformatyka i ewolucja
Wnioskowanie bayesowskie
Wnioskowanie bayesowskie W podejściu klasycznym wnioskowanie statystyczne oparte jest wyłącznie na podstawie pobranej próby losowej. Możemy np. estymować punktowo lub przedziałowo nieznane parametry rozkładów,
MACIERZE MUTACYJNE W ANALIZIE GENOMÓW czy możliwa jest rekonstrukcja filogenetyczna? Aleksandra Nowicka
MAIERZE MUTAYJNE W ANALIZIE GENOMÓW czy możliwa jest rekonstrukcja filogenetyczna? Aleksandra Nowicka Zadaniem FILOGENETYKI jest : zrekonstruowanie ewolucyjnej historii wszystkich organizmów odkrycie przodka
Modelowanie motywów łańcuchami Markowa wyższego rzędu
Modelowanie motywów łańcuchami Markowa wyższego rzędu Uniwersytet Warszawski Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki 23 października 2008 roku Plan prezentacji 1 Źródła 2 Motywy i ich znaczenie Łańcuchy
PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY
PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY obliczanie dystansu dzielącego grupy (subpopulacje) wyrażonego za pomocą indeksu F Wrighta (fixation index) w modelu jednego locus 1 Ćwiczenia III Mgr Kaczmarek-Okrój
Ewolucja molekularna człowieka okiem bioinformatyka. Justyna Wojtczak Jarosław Jeleniewicz
Ewolucja molekularna człowieka okiem bioinformatyka Justyna Wojtczak Jarosław Jeleniewicz Informatyka w biologii - bioinformatyka Jest to szeroka dziedzina zajmująca się tworzeniem zaawansowanych baz danych,
Testowanie hipotez statystycznych
9 października 2008 ...czyli definicje na rozgrzewkę n-elementowa próba losowa - wektor n zmiennych losowych (X 1,..., X n ); intuicyjnie: wynik n eksperymentów realizacja próby (X 1,..., X n ) w ω Ω :
o cechach dziedziczonych decyduje środowisko, a gatunki mogą łatwo i spontanicznie przechodzić jedne w drugie
Iwan Miczurin (1855-1935) Trofim Denisowicz Łysenko (1898-1976) przy interwencji człowieka możliwe jest zmuszenie każdej formy zwierzęcia lub rośliny do znacznie szybszych zmian, w kierunku pożądanym przez
Porównywanie i dopasowywanie sekwencji
Porównywanie i dopasowywanie sekwencji Związek bioinformatyki z ewolucją Wraz ze wzrostem dostępności sekwencji DNA i białek narodziła się nowa dyscyplina nauki ewolucja molekularna Ewolucja molekularna
Statystyka i opracowanie danych Podstawy wnioskowania statystycznego. Prawo wielkich liczb. Centralne twierdzenie graniczne. Estymacja i estymatory
Statystyka i opracowanie danych Podstawy wnioskowania statystycznego. Prawo wielkich liczb. Centralne twierdzenie graniczne. Estymacja i estymatory Dr Anna ADRIAN Paw B5, pok 407 adrian@tempus.metal.agh.edu.pl
Wspólne pochodzenie. Ślady ewolucji.
Wspólne pochodzenie Ślady ewolucji. Wspólne pochodzenie Wspólni przodkowie Dla wszystkich organizmów na Ziemi można odnaleźć wspólnego przodka przeszłość Wspólny przodek Drzewo i klasyfikacja hierarchiczna
KONSEKWENCJE PŁCIOWOŚCI (dlaczego osobniki są podobne?)
Wstęp do biologii 6. KONSEKWENCJE PŁCIOWOŚCI (dlaczego osobniki są podobne?) Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2016 PŁEĆ OGRANICZA bioróżnorodność horyzontalny przepływ i rekombinacja
Statystyka matematyczna. Wykład IV. Weryfikacja hipotez statystycznych
Statystyka matematyczna. Wykład IV. e-mail:e.kozlovski@pollub.pl Spis treści 1 2 3 Definicja 1 Hipoteza statystyczna jest to przypuszczenie dotyczące rozkładu (wielkości parametru lub rodzaju) zmiennej
Przyrównanie sekwencji. Magda Mielczarek Katedra Genetyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Przyrównanie sekwencji Magda Mielczarek Katedra Genetyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Sequence alignment - przyrównanie sekwencji Poszukiwanie ciągów znaków (zasad nukleotydowych lub reszt aminokwasowych),
Wstęp do sieci neuronowych, wykład 11 Łańcuchy Markova
Wstęp do sieci neuronowych, wykład 11 Łańcuchy Markova M. Czoków, J. Piersa 2010-12-21 1 Definicja Własności Losowanie z rozkładu dyskretnego 2 3 Łańcuch Markova Definicja Własności Losowanie z rozkładu
Idea. θ = θ 0, Hipoteza statystyczna Obszary krytyczne Błąd pierwszego i drugiego rodzaju p-wartość
Idea Niech θ oznacza parametr modelu statystycznego. Dotychczasowe rozważania dotyczyły metod estymacji tego parametru. Teraz zamiast szacować nieznaną wartość parametru będziemy weryfikowali hipotezę
Wstęp do Metod Systemowych i Decyzyjnych Opracowanie: Jakub Tomczak
Wstęp do Metod Systemowych i Decyzyjnych Opracowanie: Jakub Tomczak 1 Wprowadzenie. Zmienne losowe Podczas kursu interesować nas będzie wnioskowanie o rozpatrywanym zjawisku. Poprzez wnioskowanie rozumiemy
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
Nazwa przedmiotu: Kierunek: Informatyka Rodzaj przedmiotu: przedmiot obowiązkowy w ramach treści kierunkowych, moduł kierunkowy ogólny Rodzaj zajęć: wykład, ćwiczenia I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU
WSTĘP. Copyright 2011, Joanna Szyda
BIOINFORMATYKA 1. Wykład wstępny 2. Struktury danych w badaniach bioinformatycznych 3. Bazy danych: projektowanie i struktura 4. Bazy danych: projektowanie i struktura 5. Równowaga Hardyego-Weinberga,
Wykład Centralne twierdzenie graniczne. Statystyka matematyczna: Estymacja parametrów rozkładu
Wykład 11-12 Centralne twierdzenie graniczne Statystyka matematyczna: Estymacja parametrów rozkładu Centralne twierdzenie graniczne (CTG) (Central Limit Theorem - CLT) Centralne twierdzenie graniczne (Lindenberga-Levy'ego)
METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII
METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII 1. Wykład wstępny 2. Populacje i próby danych 3. Testowanie hipotez i estymacja parametrów 4. Planowanie eksperymentów biologicznych 5. Najczęściej wykorzystywane testy statystyczne
Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja
Podstawy teorii ewolucji Informacja i ewolucja Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A pgolik@igib.uw.edu.pl Informacje, materiały: http://www.igib.uw.edu.pl/
Mechanizmy ewolucji. SYLABUS A. Informacje ogólne
Mechanizmy ewolucji A. Informacje ogólne Elementy sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Język Rodzaj Rok studiów /semestr
SYSTEMY UCZĄCE SIĘ WYKŁAD 4. DRZEWA REGRESYJNE, INDUKCJA REGUŁ. Dr hab. inż. Grzegorz Dudek Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska
SYSTEMY UCZĄCE SIĘ WYKŁAD 4. DRZEWA REGRESYJNE, INDUKCJA REGUŁ Częstochowa 2014 Dr hab. inż. Grzegorz Dudek Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska DRZEWO REGRESYJNE Sposób konstrukcji i przycinania
WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 3 - model statystyczny, podstawowe zadania statystyki matematycznej
WYKŁADY ZE STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ wykład 3 - model statystyczny, podstawowe zadania statystyki matematycznej Agata Boratyńska Agata Boratyńska Statystyka matematyczna, wykład 3 1 / 8 ZADANIE z rachunku
Wstęp do sieci neuronowych, wykład 12 Łańcuchy Markowa
Wstęp do sieci neuronowych, wykład 12 Łańcuchy Markowa M. Czoków, J. Piersa 2012-01-10 1 Łańcucha Markowa 2 Istnienie Szukanie stanu stacjonarnego 3 1 Łańcucha Markowa 2 Istnienie Szukanie stanu stacjonarnego
Wprowadzenie do teorii ekonometrii. Wykład 1 Warunkowa wartość oczekiwana i odwzorowanie liniowe
Wprowadzenie do teorii ekonometrii Wykład 1 Warunkowa wartość oczekiwana i odwzorowanie liniowe Zajęcia Wykład Laboratorium komputerowe 2 Zaliczenie EGZAMIN (50%) Na egzaminie obowiązują wszystkie informacje
Podstawy biologii. Podstawy biologii molekularnej
Podstawy biologii Podstawy biologii molekularnej Trochę historii - XX wiek Początek - wejście teorii Mendla do dyskursu naukowego Lata 40. - DNA jest nośnikiem genów Lata 50. - wiemy jak wygląda DNA (Franklin,
Niech X i Y będą niezależnymi zmiennymi losowymi o rozkładach wykładniczych, przy czym Y EX = 4 i EY = 6. Rozważamy zmienną losową Z =.
Prawdopodobieństwo i statystyka 3..00 r. Zadanie Niech X i Y będą niezależnymi zmiennymi losowymi o rozkładach wykładniczych, przy czym Y EX 4 i EY 6. Rozważamy zmienną losową Z. X + Y Wtedy (A) EZ 0,
Matematyka z el. statystyki, # 6 /Geodezja i kartografia II/
Matematyka z el. statystyki, # 6 /Geodezja i kartografia II/ Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Katedra Zastosowań Matematyki i Informatyki ul. Głęboka 28, bud. CIW, p. 221 e-mail: zdzislaw.otachel@up.lublin.pl
ALGORYTM RANDOM FOREST
SKRYPT PRZYGOTOWANY NA ZAJĘCIA INDUKOWANYCH REGUŁ DECYZYJNYCH PROWADZONYCH PRZEZ PANA PAWŁA WOJTKIEWICZA ALGORYTM RANDOM FOREST Katarzyna Graboś 56397 Aleksandra Mańko 56699 2015-01-26, Warszawa ALGORYTM
SZCZURÓW EWA FRĄCZEK
KATALOG ODMIAN SZCZURÓW EWA FRĄCZEK Copyright by Ewa Frączek & e-bookowo Grafika na okładce: Ewa Frączek Projekt okładki: Ewa Frączek ISBN 978-83-7859-539-7 Wydawca: Wydawnictwo internetowe e-bookowo www.e-bookowo.pl
Ćwiczenie 12. Diagnostyka molekularna. Poszukiwanie SNPs Odczytywanie danych z sekwencjonowania. Prof. dr hab. Roman Zieliński
Ćwiczenie 12 Diagnostyka molekularna. Poszukiwanie SNPs Odczytywanie danych z sekwencjonowania Prof. dr hab. Roman Zieliński 1. Diagnostyka molekularna 1.1. Pytania i zagadnienia 1.1.1. Jak definiujemy
Opis wykonanych badań naukowych oraz uzyskanych wyników
Opis wykonanych badań naukowych oraz uzyskanych wyników 1. Analiza danych (krok 2 = uwzględnienie epistazy w modelu): detekcja QTL przy wykorzystaniu modeli dwuwymiarowych z uwzględnieniem różnych modeli
Oszacowanie i rozkład t
Oszacowanie i rozkład t Marcin Zajenkowski Marcin Zajenkowski () Oszacowanie i rozkład t 1 / 31 Oszacowanie 1 Na podstawie danych z próby szacuje się wiele wartości w populacji, np.: jakie jest poparcie
Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja
Podstawy teorii ewolucji Informacja i ewolucja Podręczniki 2 Dla zainteresowanych http://wps.prenhall.com/esm_freeman_evol_4/ 3 Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego
Parazytologia W6. Dabert Wstęp do parazytologii ewolucyjnej Teoria analizy ko filogenetycznej
Dabert Wstęp do parazytologii ewolucyjnej Teoria analizy ko filogenetycznej Parazytologia W6 Rodzaje interakcji Z punktu widzenia osobników dowolnego gatunku większość innych gatunków, z którymi osobniki
Procesy Markowa zawdzięczają swoją nazwę ich twórcy Andriejowi Markowowi, który po raz pierwszy opisał problem w 1906 roku.
Procesy Markowa zawdzięczają swoją nazwę ich twórcy Andriejowi Markowowi, który po raz pierwszy opisał problem w 1906 roku. Uogólnienie na przeliczalnie nieskończone przestrzenie stanów zostało opracowane
FILOGENETYKA. Bioinformatyka, wykład. 8 c.d. 0)
FILOGENETYKA Bioinformatyka, wykład 8 c.d. (7.XII.2010) 0) krzysztof_pawlowski@sggw.pl Filogenetyka Cel rekonstrukcja historii ewolucji wszystkich organizmów. Klasyczne podejście: historia ewolucji jest
Pobieranie prób i rozkład z próby
Pobieranie prób i rozkład z próby Marcin Zajenkowski Marcin Zajenkowski () Pobieranie prób i rozkład z próby 1 / 15 Populacja i próba Populacja dowolnie określony zespół przedmiotów, obserwacji, osób itp.
Wnioskowanie statystyczne. Statystyka w 5
Wnioskowanie statystyczne tatystyka w 5 Rozkłady statystyk z próby Próba losowa pobrana z populacji stanowi realizacje zmiennej losowej jak ciąg zmiennych losowych (X, X,... X ) niezależnych i mających
Jaki koń jest nie każdy widzi - genomika populacji polskich ras koni
Jaki koń jest nie każdy widzi - genomika populacji polskich ras koni Gurgul A., Jasielczuk I., Semik-Gurgul E., Pawlina-Tyszko K., Szmatoła T., Bugno-Poniewierska M. Instytut Zootechniki PIB Zakład Biologii
Metody doboru próby do badań. Dr Kalina Grzesiuk
Metody doboru próby do badań Dr Kalina Grzesiuk Proces doboru próby 1. Ustalenie populacji badanej 2. Ustalenie wykazu populacji badanej 3. Ustalenie liczebności próby 4. Wybór metody doboru próby do badań
PRZYRÓWNANIE SEKWENCJI
http://theta.edu.pl/ Podstawy Bioinformatyki III PRZYRÓWNANIE SEKWENCJI 1 Sequence alignment - przyrównanie sekwencji Poszukiwanie ciągów znaków (zasad nukleotydowych lub reszt aminokwasowych), które posiadają
Wyróżniamy dwa typy zadań projektowych.
Obowiązkowymi do zaliczenia projektu jest realizacja 2-3 zadań programistycznych. Zadania realizowane są w grupach 2-3 osobowych (zależnie od stopnia trudności zadania i liczebności całej klasy laboratoryjnej).