Filogenia e Evolução. - IME-USP
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Filogenia,, Evolução e o Estudo de Filogenia Patógenos Virais Atila Iamarino [email protected] http://scienceblogs.com.br/rainha/ Resumo 1. 2. Conceito evolução Mecanismos Evolutivos • • • • • 3. Mutação Migração Recombinação Deriva Genética Seleção Natural Biologia evolutiva como ferramenta para o estudo de patógenos (exemplos) 1. Evolução Conceito: Variação na frequência alélica entre uma geração e outra Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 2. Mecanismos evolutivos: Mutação Geração 1 Geração 2 Mutação Geração 3 Geração 4 2. Mecanismos evolutivos: Migração População 1 População 2 Geração 1 Geração 2 Geração 3 Geração 4 2. Mecanismos evolutivos: Recombinação 2. Mecanismos evolutivos: Deriva Origem do alelo (1ª geração) Time para fixação ~4N gerações 2. Mecanismos evolutivos: Deriva 2. Mecanismos evolutivos: Seleção • Organismos diferem em sua habilidade de sobreviver e se reproduzir, devido principalmente a diferenças genéticas entre os indivíduos. • A cada geração os indivíduos que sobrevivem e se replicam/reproduzem mais eficientemente, contribuem mais na formação da proxima geração. • A seleção atua somente em caracteres herdáveis. 2. Mecanismos evolutivos: Seleção 3. Exemplos: Taxa mutação • Bactéria & vírus de DNA: ~ 0.003 mutações por genoma, por replicação ~10-7 to 10-9 substituições/sítio/ano • Eucariotos: ~ 0.01 mutações por genoma, por replicação ~10-8 to 10-9 substituições/sítio/ano • vírus de RNA: ~ 1 mutação por genoma, por replicação (sem mecanismo reparo) ~10-3 to 10-4 substituições/sítio/ano 3. Exemplos: Seleção positiva • Comparação da taxa de substituição sinônima (dS) e não sinônima (dN) por sítio (dN/dS = ω): Ser Met Leu Gly Gly Seq 1: TCA ATG TTA GGG GGA † * † † ** Seq 2: TCG ATA CTA GGTATA Ser Ile Leu Gly Ile †substituição sinônima *substituição não sinônima dN/dS < 1.0 = seleção purificadora dN/dS ~ 1.0 = seleção neutra (drift) dN/dS > 1.0 = seleção positiva 3. Exemplos: filogenias contém história Imunidade cruzada efetiva Sironen et al. (2001): Taxa de ~1x10-7!! Grenfell et al. (2004) Science 303substituição 327-332 3. Exemplos: filogenias contém história Imunidade cruzada parcial Sironen et al. (2001): Taxa de substituição ~1x10-7!! Grenfell et al. (2004) Science 303 327-332 3. Exemplos: filogenias contém história Sironen et al. (2001): imunidade cruzada Taxa deSem substituição ~1x10-7!! Grenfell et al. (2004) Science 303 327-332 3. Exemplos: Grupos antigênicos Sironen et al. (2001): Taxa de substituição ~1x10-7!! Smith et al. (2004). Science 305, 371-376 3. Exemplos: Rearranjo em influenza Sironen et al. (2001): Taxa de substituição ~1x10-7!! Holmes et al. (2005) PLoS Biology 3(9), e300 3. Exemplos: Dengue 4 no Brasil DENV4 (2008) Figueiredo et al. (2008) EID 14(4) 3. Exemplos: Dengue 4 no Brasil DENV4 (2008) Melo et al. (2009) PLoS Neg Trop Disease (3), e390 3. Exemplos: Co-evolução em Hantavirus 3. Exemplos: coalescência Atualmente Coalescência De volta ao MRCA Most Recent Common Ancestor (MRCA) 3. Exemplos: HIV e HCV na Líbia Sironen et al. (2001): Taxa de substituição ~1x10-7!! De Oliveira et al. (2006) Nature 444, 836-837 3. Exemplos: Origem do HIV-1 Sironen et al. (2001): Taxa de substituição ~1x10-7!! Korber et al. (2000) Science 288, 1789-1796
