Filogenetik Siti K. Chaerun
Komponen makromolekul (E Komponen makromolekul (E. coli) (Molekul per sel; proportion of dry cell mass) Wall: 1 (10%) Membrane: 2 (10%) DNA: 1 (1.5%) mRNA: 1500 (1%) tRNA: 200,000 (3%) rRNA: 38,000 (16%) Ribosomal protein: 106 (9%) Soluble protein: 2 X 106 (46%) Small molecules: 7.5 x 106 (3%)
Dalam genome - 1:1000 adalah rRNA 1 bp = 660 gr/mol 1 16S RNA gene = 1500 bp 1 rRNA gene = 1500 bp x 660 gr/mol = 990,000 g/mol ~ 1,000,000 g/mol Dalam genome - 1:1000 adalah rRNA Untuk genomic DNA 1 mol of 16S rRNA per 106 g x 1000 1 mol of 16S per 109 g of genomic DNA 1 ng = 1 mol of 16S x 10-9 g = 10-18 mol. 109 g = 10-18 mol x 6.22 x 1023 molekul/mol ~ 6 x 105 molekul/ (per ng of genomic DNA) Molekul = gene
Ribosom adalah partikel ribonucleoprotein yang besar yang mengandung RNA lebih dari padapada protein dan terbagi dalam subunit besar dan kecil sbb: Ribosomes Subunits rRNAs Proteins 50S 23S = 2904 bases 5S = 120 bases 31 Prokariot 70S 66% RNA 30S 16S = 1541 bases 21 60S 28S = 4718 bases 5.8S = 160 bases SS = 120 bases 49 Eukariot 80S 60% RNA 40S 18S = 1874 bases 33
Filogenetik Filogenetik? Sistematik molekuler: menggunakan data molekuler untuk menyimpulkan hubungan antara organisma. Contohnya menggunakan RNA untuk membuat pohon filogentik untuk melihat hubungan antara organisma tersebut. Evolusi molekuler: menggunakan pohon filogentik untuk menyimpulkan molekul, protein dan gen berkembang (insertion, deletions, substitutions)
Asumsi yang dibuat dalam algoritma filogenetik Sekuen harus benar Sekuen harus homolog (diturunkan dari satu nenek moyang) Sikuen harus memikili sejarah yang sama Setiap posisi harus homolog Sampling taxa atau gen harus cukup untuk memecahkan permasalahan Variasi sekuen harus representatif dari kelompok yang luas Setiap sekuen harus berkembang bebas
Algorithms: definition Webster’s definition: “a procedure for solving a mathematical problem in a finite number of steps that frequently involves a repetition of an operation; or broadly: a step-by-step procedure for solving a problem or accomplishing some end” In our case, the algorithm MUST reflect the biology!
Similarity and Homology Similarity is a measure of “sameness”. It is expressed as a percentage, and it does not imply any reasons for the observed sameness, it is simply a measure of the observed likeness. Homology is an evolutionary term used to describe relationship via descent from a common ancestor. Homologous things are often similar, but not always, for example the flipper of a whale and your arm, or the DNA sequence for Actin in humans and chickens. Homology is NEVER expressed as a percent, either you are related or you aren’t.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/
Filogentika Molekuler Mengkombinasikan teknik biologi molekuler dengan statistik untuk merekonstruksi hubungan filogenetika Pemikiran dasar penggunaan sekuen DNA dalam studi filogenetika adalah bahwa terjadi perubahan basa nukleotida menurut waktu, sehingga akan dapat diperkirakan kecepatan evolusi yang terjadi dan akan dapat direkonstruksi hubungan evolusi antara satu kelompok organisma dengan yang lainnya.
Alasan menggunakan sekuen DNA DNA merupakan unit dasar informasi yang mengkkode organisma Relatif mudah untuk mengekstrak dan menggabungkan informasi mengenai proses evolusi suatu kelompok organisma sehingga mudah untuk dianalisis Peristiwa evolusi secara komparatif mudah untuk dibuat model Menghasilkan informasi yang banyak dan beragam sehingga akan ada banyak bukti tentang kebenaran suatu hubungan filogenetika
Mengapa sikuen DNA dijadikan karakter dalam filogenetika? Sikuen DNA menawarkan data yang akurat melalui pengujian hommologi yang lebih baik terhadap karakter –karakter yang ada Sikuen DNA menyediakan banyak “character states” karena perbedaan laju perubahan basa-basa nukleotida di dalam lokus yang berbeda adalah besar Sikuen DNA telah terbukti menhasilkan sebuah hubungan kekerabatan yang lebih alami (natural)
Tahapan dalam analisis filogenetika molekuler Sequences alignment Rekonstruksi pohon filogenetika Evaluasi pohon filogenetika