Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
14
1.Pozycjafilogenetycznabakteriiizasadyichtaksonomii
Wbadaniachfilogenetycznych(wzależności
odpotrzeb,np.gdyanaliza16SrDNAjestniewy-
starczająca)mogąbyćwykorzystywanerównież
innemarkeryfilogenetyczne.Ichanalizysąprze-
prowadzanewedługtakiegosamegoschematujak
wprzypadku16SrDNA.Wśródznanychmarke-
rówmolekularnychnauwagęzasługujągeny:
.
recA,kodującybiałkonaprawczeDNA(RecA),
.
rpoB,kodującypodjednostkęBbakteryjnejpo-
limerazyDNA,
.
gyrB,kodującypodjednostkęBgyrazyDNA,
.
mcrA,kodującypodjednostkęOreduktazyme-
tylokoenzymuM,któryjestkluczowywpro-
cesiemetanogenezyprzeprowadzanymprzez
archeony.
Tworzeniedrzewfilogenetycznych
Celembadańfilogenetycznychjestkonstruowanie
tzw.drzewfilogenetycznychodzwierciedlających
związkiewolucyjnemiędzybadanymiorganizma-
mi.Drzewafilogenetyczneznanychgruporgani-
zmówprokariotycznychieukariotycznychzostały
jużskonstruowane,alepodlegająoneciągłymko-
rektom.Pionieremwzastosowaniuanalizysekwen-
cjinukleotydowejkwasównukleinowychjakona-
rzędziafilogenetycznegobyłCarlWoese.Jemuto
właśniezawdzięczamystworzeniepierwszegouni-
wersalnegodrzewafilogenetycznego,któreobejmo-
wałowszystkiegrupyorganizmówżywychiokre-
ślałoichwzajemnerelacjefilogenetyczne.
Tworzeniedrzewfilogenetycznychtoproces
wymagającyconajmniejpodstawowejwiedzy
bioinformatycznej.Szczegółowyopistechnik
stosowanychdokonstruowaniadrzewfilogene-
tycznychprzekraczaramytegopodręcznika;za-
interesowanimogąskorzystaćzzalecanejlitera-
tury.Jednakże,niezależnieodtego,jakiprogram
komputerowyzastosujemy,sekwencje,zktórymi
pracujemy,musząbyćwzajemnieporównane.
Następnie,przygotowaneporównanie(ang.align-
ment)wykorzystujesiędoskonstruowaniadrzewa
filogenetycznego,zzastosowaniemdwóchtypów
metodobliczeniowych:
.
metodyodległościowe(ang.distancemethods),
np.metodałączeniasąsiadów(NJ,ang.neigh-
bour-joining),którajestopartanamacierzyod-
ległościiuwzględniazróżnicowanetempo
ewolucji;
.
metodyopartenacechach(ang.character
basedmethods),np.(a)metodanajwiększej
oszczędności(MP,ang.maximumparsimony),
polegającanaposzukiwaniudrzewaspośród
wszystkichmożliwychtopologiidlaanalizowa-
nychdanych,którewyjaśniaróżnorodnośćana-
lizowanychdanychzapomocąjaknajmniejszej
liczbyzmiannagałęziachoraz(b)metodanaj-
większejwiarygodności(ML,ang.maximum
likelihood),opierającasięnamaksymalizacji
prawdopodobieństwauzyskaniadrzewadla
określonychdanych.Analizazakładawybór
modeluewolucji,któryokreślatempopodsta-
wieńkażdegozczterechnukleotydów.
Oszacowaniewiarygodnościskonstruowanego
drzewa,czylipoprawnościulokowaniaposzcze-
gólnychwęzłówdrzewa,ustalasiętzw.metodą
pseudopróbkowania(ang.bootstrap),polegającą
nawykonaniuwielokrotnegolosowaniazezwraca-
niem.Następniezliczasięwystępowanietakichsa-
mychgrupnawygenerowanychdrzewachiokreśla
sięwsparciedlaposzczególnychgałęzi(tj.częstość
ichpojawianiasięwdrzewach).
Analizywielogenoweianalizyfilogenetyczne
wskaligenomowej
WrazzrozwojemtechniksekwencjonowaniaDNA
corazpopularniejszeitańszestajesięsekwencjo-
nowanienadużąskalę,wtymmasowesekwen-
cjonowaniegenomówbakteriiiarcheonów.Spo-
wodowałotorównieżrozwójtechnikzwiązanych
ztypowaniemiklasyfikacjąmikroorganizmówna
podstawieanalizwielogenowych.Analizytegoty-
pudająznaczniewiększąpewnośćpodczasidenty-
fikacjimikroorganizmów,cojestistotnezwłaszcza
dlacelówdiagnostykiklinicznej.
Metodątegotypujestnp.technikabazującana
typowaniulicznychloci(MLST,ang.multilocus
sequencetyping).Wmetodzietejanalizowanych
jestrównocześniezwykleod5do10ściślekonser-
wowanychgenów,któresąamplifikowanewosob-
nychreakcjachPCR.NastępnieproduktyPCRsą
sekwencjonowane,auzyskanesekwencjenukleo-
tydoweskładanewjedną,sztucznącząsteczkę
DNA(konkatamer).Uzyskanekonkatameryse-
kwencjikonserwowanychgenówdlaposzczegól-
nychszczepówsąpoddawaneanalizieporównaw-
czejzdanymizgromadzonymiwodpowiednich
bazachdanych,copozwalanaidentyfikacjęmi-
kroorganizmu.Cowięcej,otrzymanekonkatame-
rymogązpowodzeniemzostaćwykorzystanedo
konstrukcjidrzewfilogenetycznych.
