Sistemática Molecular
La sistemática molecular utiliza secuencias de ADN, ARN y proteínas para inferir relaciones evolutivas, identificar organismos y delimitar especies.
Definition
La sistemática molecular es la rama de la sistemática que reconstruye las relaciones evolutivas e identifica y delimita taxones utilizando las secuencias de ácidos nucleicos y proteínas como caracteres.
Scope
Esta área abarca la inferencia de filogenias a partir de datos moleculares, el uso de regiones génicas estandarizadas para la identificación mediante códigos de barras de ADN (DNA barcoding), la elección de marcadores moleculares para diferentes escalas de tiempo evolutivo y el uso de datos de secuencia para delimitar los límites de las especies. Complementa la sistemática basada en la morfología con caracteres moleculares abundantes y comparables.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se infieren las filogenias a partir de datos de secuencias moleculares?
- ¿Qué marcadores moleculares son adecuados para qué preguntas taxonómicas y temporales?
- ¿Cómo se pueden utilizar secuencias cortas estandarizadas para identificar organismos?
- ¿Cómo se pueden utilizar los datos moleculares para delimitar especies?
Key theories
- Inferencia filogenética basada en modelos
- Los métodos de máxima verosimilitud y bayesianos estiman las filogenias bajo modelos explícitos de sustitución de nucleótidos o aminoácidos, teniendo en cuenta las tasas desiguales y los cambios múltiples por sitio.
- Código de barras de ADN (DNA barcoding) para la identificación
- Regiones génicas cortas y estandarizadas, como el gen COI mitocondrial, pueden identificar especímenes a nivel de especie mediante comparación con bibliotecas de referencia.
Clinical relevance
La sistemática molecular sustenta la identificación y el seguimiento de patógenos y vectores de enfermedades, la autenticación de materiales biológicos y alimentos, y la caracterización rápida de la biodiversidad a partir de muestras ambientales.
History
El uso de moléculas en sistemática creció desde las primeras comparaciones de proteínas y ARN ribosómico hasta la filogenómica a escala genómica, impulsado por la tecnología de secuenciación y por la maduración de la inferencia de máxima verosimilitud y bayesiana; el código de barras de ADN (DNA barcoding) en la década de 2000 extendió los métodos moleculares a la identificación a gran escala.
Debates
- Árboles de genes versus árboles de especies
- Las genealogías de genes individuales pueden diferir del árbol de especies subyacente debido a la clasificación incompleta de linajes y la introgresión, lo que plantea la cuestión de cómo estimar mejor las relaciones entre especies a partir de muchos genes.
Key figures
- Joseph Felsenstein
- Ziheng Yang
- Paul Hebert
Related topics
Seminal works
- yang2012
- felsenstein2004
- hebert2003
- wiley2011
Frequently asked questions
- ¿En qué se diferencia la sistemática molecular de la sistemática morfológica?
- Utiliza caracteres de secuencia de ADN, ARN o proteínas en lugar de características anatómicas, proporcionando un gran número de caracteres comparables, pero requiriendo modelos explícitos de evolución molecular.
- ¿Por qué un árbol de genes podría no coincidir con el árbol de especies?
- Procesos como la clasificación incompleta de linajes, la hibridación y la duplicación de genes pueden hacer que la historia de un gen individual difiera de la historia de la especie que lo porta.