Moleküler Sistematik
Moleküler sistematik, evrimsel ilişkileri çıkarmak, organizmaları tanımlamak ve türleri sınırlandırmak için DNA, RNA ve protein dizilerini kullanmaktadır.
Tanım
Moleküler sistematik, nükleik asitlerin ve proteinlerin dizilerini karakter olarak kullanarak evrimsel ilişkileri yeniden yapılandıran, taksonları tanımlayan ve sınırlandıran sistematiğin bir dalıdır.
Kapsam
Bu alan, moleküler verilerden filogenilerin çıkarılmasını, DNA barkodlama (DNA barcoding) yoluyla tanımlama için standartlaştırılmış gen bölgelerinin kullanımını, farklı evrimsel zaman ölçekleri için moleküler belirteçlerin seçimini ve tür sınırlarını belirlemek için dizi verilerinin kullanımını kapsamaktadır. Morfoloji tabanlı sistematiği, bol ve karşılaştırılabilir moleküler karakterlerle tamamlamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Moleküler dizi verilerinden filogeniler nasıl çıkarılmaktadır?
- Hangi moleküler belirteçler hangi taksonomik ve zamansal sorulara uygun düşmektedir?
- Kısa, standartlaştırılmış diziler organizmaları tanımlamak için nasıl kullanılabilmektedir?
- Moleküler veriler türleri sınırlandırmak için nasıl kullanılabilmektedir?
Temel kuramlar
- Model tabanlı filogenetik çıkarım
- Olabilirlik (likelihood) ve Bayesci yöntemler, nükleotit veya amino asit sübstitüsyonunun açık modelleri altında filogenileri tahmin etmektedir; bu modeller, eşit olmayan oranları ve her bir konumdaki çoklu değişiklikleri hesaba katmaktadır.
- Tanımlama için DNA barkodlama (DNA barcoding)
- Mitokondriyal COI geni gibi kısa, standartlaştırılmış gen bölgeleri, referans kütüphanelerle karşılaştırılarak örnekleri tür düzeyinde tanımlayabilmektedir.
Klinik önem
Moleküler sistematik, patojenlerin ve hastalık vektörlerinin tanımlanması ve takibi, biyolojik materyallerin ve gıdaların doğrulanması ile çevresel örneklerden biyoçeşitliliğin hızlı karakterizasyonunun temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Sistematikte moleküllerin kullanımı, erken protein ve ribozomal RNA karşılaştırmalarından genom ölçekli filogenomiye doğru gelişmiştir. Bu gelişim, dizileme teknolojisi ve olabilirlik (likelihood) ile Bayesci çıkarımın olgunlaşmasıyla hızlanmıştır; 2000'li yıllarda DNA barkodlama (DNA barcoding), moleküler yöntemleri büyük ölçekli tanımlamaya genişletmiştir.
Tartışmalar
- Gen ağaçları ile tür ağaçları arasındaki fark
- Bireysel gen soyları, eksik soy ayrışması (incomplete lineage sorting) ve introgresyon (introgression) nedeniyle altta yatan tür ağacından farklılık gösterebilmektedir; bu durum, birçok genden tür ilişkilerini en iyi şekilde nasıl tahmin edileceği sorusunu gündeme getirmektedir.
Öne çıkan isimler
- Joseph Felsenstein
- Ziheng Yang
- Paul Hebert
İlgili konular
Temel eserler
- yang2012
- felsenstein2004
- hebert2003
- wiley2011
Sıkça sorulan sorular
- Moleküler sistematik, morfolojik sistematikten nasıl farklılık göstermektedir?
- Anatomik özellikler yerine DNA, RNA veya proteinlerden dizi karakterlerini kullanmaktadır; bu durum, çok sayıda karşılaştırılabilir karakter sağlamakla birlikte, moleküler evrimin açık modellerini gerektirmektedir.
- Bir gen ağacı neden tür ağacıyla çelişebilmektedir?
- Eksik soy ayrışması (incomplete lineage sorting), hibridizasyon ve gen duplikasyonu gibi süreçler, bireysel bir genin tarihinin, onu taşıyan türün tarihinden farklı olmasına neden olabilmektedir.