핵산 염기 서열 및 계통 발생 학적 분류 :분자 클럭
핵산 염기 서열, 특히 DNA 및 RNA에서 발견되는 것들은 여러 가지 이유로 계통 발생 학적 분류에서 귀중한 도구이다.
1. 보편적 언어 : 모든 살아있는 유기체는 동일한 유전자 코드를 사용합니다. 즉, DNA 및 RNA 서열은 다른 종에 걸쳐 직접 비교할 수 있음을 의미합니다. 이것은 진화 관계를 이해하기위한 보편적 인 언어를 제공합니다.
2. 타임 키퍼로서의 돌연변이 : 돌연변이는 시간이 지남에 따라 비교적 일정한 속도로 발생하여 "분자 클록"역할을합니다. 두 종 사이의 기본 서열의 차이의 수를 비교함으로써, 우리는 공통 조상에서 분기 된 이후 시간을 추정 할 수 있습니다.
3. 상 동성 및 유사성 : 유사하거나 상 동성 인 서열은 조상을 공유했을 가능성이 높다. 서열을 비교하면 기능적 중요성으로 인해 보존 된 영역을 식별하여 진화 관계의 증거를 제공 할 수 있습니다.
4. 다양한 데이터 포인트 : 다른 유형의 서열은 다음을 포함하여 계통 발생 학적 분석에 사용될 수 있습니다.
* 핵 DNA : 유기체의 전반적인 진화 역사에 대한 통찰력을 제공합니다.
* 미토콘드리아 DNA (mtdna) : 비교적 빠르게 진화하여 최근의 진화 적 사건과 밀접하게 관련된 종 간의 관계를 연구하는 데 유용합니다.
* 리보솜 RNA (RRNA) : 다양한 유기체에 걸쳐 고도로 보존되어 깊은 진화 관계를 연구하는 데 가치가 있습니다.
5. 계산 능력 : 시퀀싱 기술 및 생물 정보학의 발전으로 통계 분석에 따라 방대한 양의 서열 데이터를 분석하여 강력한 계통 발생 트리를 생성 할 수 있습니다.
실제로 작동하는 방법 :
1. 시퀀스 컬렉션 : DNA 또는 RNA 서열은 조사중인 종으로부터 얻어진다.
2. 정렬 : 서열은 상 동성 영역을 식별하고 삽입 또는 결실로 인한 차이를 최소화하기 위해 정렬된다.
3. 거리 계산 : 종들 사이의 기본 서열의 차이의 수는 진화 거리를 추정하기 위해 계산된다.
4. 나무 구조 : 다양한 알고리즘 (예 :이웃 결합, 최대 가능성)은 거리 정보를 사용하여 계통 발생 트리를 구성합니다.
5. 해석 : 결과 나무는 유전자 서열의 유사성과 차이에 기초한 종들 사이의 진화 관계를 나타낸다.
한계 :
* 속도 변화 : 돌연변이 속도는 상이한 유전자와 종마다 다를 수 있으며, 시간 추정치에서 부정확성을 유발한다.
* 수평 유전자 전달 : 관련없는 유기체 사이의 유전 물질의 전이는 계통 발생 학적 재구성을 복잡하게 할 수 있습니다.
* 불완전한 계보 분류 : 조상 다형성의 유지는 계통 발생 신호에서 불일치를 초래할 수 있습니다.
결론 :
핵산 염기 서열은 현대 계통 발생 학적 분류에서 중요한 역할을하며, 진화 관계를 재구성하고 지구상의 삶의 역사를 이해하기위한 강력한 도구를 제공합니다. 한계가 있지만, 이러한 시퀀스의 사용은 생물 다양성과 복잡한 삶에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다.
