Коварион
| Ставка = 1 | Ставка = 0 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| А1 | Г1 | С1 | Т1 | А0 | G0 | С0 | Т0 | |
| А1 | – | а | б | с | д | 0 | 0 | 0 |
| Г1 | а | – | с | б | 0 | д | 0 | 0 |
| С1 | б | с | – | а | 0 | 0 | д | 0 |
| Т1 | с | б | а | – | 0 | 0 | 0 | д |
| А0 | кд | 0 | 0 | 0 | – | 0 | 0 | 0 |
| G0 | 0 | кд | 0 | 0 | 0 | – | 0 | 0 |
| С0 | 0 | 0 | кд | 0 | 0 | 0 | – | 0 |
| Т0 | 0 | 0 | 0 | кд | 0 | 0 | 0 | – |
Метод коварионов , или одновременно вариабельных , кодонов , — это метод компьютерной филогенетики который позволяет гипотетической скорости молекулярной эволюции отдельных кодонов в наборе нуклеотидных последовательностей изменяться автокоррелированным образом . В рамках коварионной модели скорости эволюции на разных ветвях гипотетического филогенетического дерева изменяются автокоррелированным образом, а скорости эволюции в разных сайтах кодонов в выровненном наборе последовательностей ДНК или РНК изменяются отдельным, но автокоррелированным образом. Это обеспечивает дополнительные и более реалистичные ограничения на скорость эволюции по сравнению с более простым методом, позволяющим случайным образом выбирать скорость эволюции на каждой ветви из подходящего распределения вероятностей, такого как гамма-распределение . Коварионы — это конкретная форма более общего понятия гетеротахии .
Разработка вычислительного алгоритма, подходящего для идентификации участков с высокими темпами эволюции из статического набора данных, является сложной задачей из-за ограничений автокорреляции. В первоначальной формулировке метода использовалась грубая стохастическая модель эволюционного процесса, предназначенная для идентификации сайтов кодонов с кратковременной высокой изменчивостью. Отказ от требования автокорреляции скоростей для данной молекулы ДНК или РНК позволяет распространить методы матрицы замен на коварионную модель.
Матрица справа представляет собой основанную на коварионе модификацию трехпараметрической модели замещения Кимуры , где вертикальная ось представляет исходное состояние, а горизонтальная ось — состояние назначения. Две скорости, 0 и 1, определяют пару состояний мутации; переходы могут происходить между состоянием 0 и состоянием 1 в любое время, но нуклеотиды могут мутировать только в состоянии 1. То есть скорость мутации в состоянии 0 равна 0. Здесь α и β — стандартные параметры Кимуры для мутаций перехода и трансверсии , κδ — скорость перехода между инвариантным (состояние 0) и переменным (состояние 1) сайтом, а δ — скорость перехода между переменным (состояние 1) и инвариантным (состояние 0) сайтом. Поскольку нуклеотидные последовательности сами по себе не отражают разницу между состояниями 0 и 1, наблюдение данного нуклеотида рассматривается как неоднозначное; то есть, если данный сайт содержит нуклеотид C, между состояниями C0 и C1 существует неоднозначность.
Ссылки
[ редактировать ]- Фельзенштейн Дж. (2004). Вывод о филогении Sinauer Associates: Сандерленд, Массачусетс.
- Фитч В.М., Марковиц Э. (1970)Усовершенствованный метод определения изменчивости кодонов в гене и его применение для определения скорости фиксации мутаций в эволюции. Биохимия Генет 4: 579–593. ПабМед
- Пенни Д., МакКомиш Б.Дж., Чарльстон Массачусетс, Хенди Мэриленд. (2001)Математическая элегантность с биохимическим реализмом: коварионная модель молекулярной эволюции. Дж Мол Эвол 53: 711–723. DOI
- Галтье Н. (2001)Филогенетический анализ максимального правдоподобия в рамках коварионоподобной модели. Мол Биол Эвол 18:866–873. Полный текст