Эволюция геномов

Статус гена в геноме
PPI – количесто белок-белковых взаимодействий
EL – уровень экспрессии
KE – летальность нокаутов
ER – скорость эволюции
PGL – вероятность потери в геноме
NP – количество паралогов
GI – количество геномных взимодействий

Гены и геномы - деревья
Дерево генов может не совпадать с деревом видов
Дупликации
Делеции
Горизонтальные переносы

Задача согласования деревьев
«вложение» дерева видов в дерево генов с минимальным числом дупликаций и делеций
(минимальное) количество дупликаций и делеций связано (чем раньше дупликации и чем их больше, тем больше делеций), так что можно минимизировать одновременно
… и горизонтальных переносов
Проблема: как взвешивать события?
Всегда можно обойтись минимальным числом дупликаций и очень многими делециями без переносов
И наоборот – одними переносами

Альтернативные подходы к идентификации горизонтальных переносов
Не тот ближайший родственник (митохондрии, термотога, аквифекс)
Гены, которые слишком близко друг к другу (много ближе, чем полагается для данной пары геномов)
Ср. контроль ортологичности
Упражнение: как будут выглядеть дерево и график, если геном Х известен и есть еще более далекий Z?

примеры
По горизонтали – расстояние между геномами
По вертикали –
расстояние между генами

Геномные перестановки

Полногеномные дупликации

Дрожжи

Можно обойтись без пар

Влияние внутри-геномных перестановок после дупликации: хромосомная мозаика

Геномы и виды
Хромосомная нестабильность
У человека и шимпанзе разное число хромосом
Слепушонки
Симбиогенез
Митохондрии и хлоропласты. Нуклеоморф
Buchnera и т.п.
Вольбахия; осы
Цихлиды и трехиглые колюшки

Виды и далее
Нематоды, дрозофилы и млекопитающие
(не)Монофилетические таксоны. Птицы как класс рептилий.

О происхождении жизни
Археи и бактерии:
Независимое происхождение мембран (разные вещества, негомологичные пути синтеза)
Существенно разная репликация ДНК
Похожие компоненты трансляции и транскрипции
Как общие, так и специфические метаболические пути