Phylogenetic Trees PDF

Preview

Summary

This document contains information on phylogenetic trees and how to read them. It details scoring alignments and multiple sequence alignments and how to build a tree from an alignment, along with different types of phylogenetic trees...

Description

Oc t o b e r1 1 Ph y l o g e n e t i ct r e e s :  Sc o r i n gofa l i g nme n t s o Ob s e r v a b l e  I d e nt i t y :% o fe x a c tma t c h e spe rs e q u e n c el e n g t h  Po s i t i v i t y:% o fs i mi l a rma t c h e sp e rs e q ue n c el e n g t h  Gr e a t e rt h a no re q u a lt oi d e n t i t y o Ca l c u l a t e d  Bi ts c o r e :l o gs c a l e dv e r s i o nofas c or e ;d e t e r mi ne sc o l o r so nt h eg r a ph  Ev a l u e( ei sf o re x p e c t ) :nu mb e ro fa l i gn me n t swi t hag i v e ns c o r et h a ta r e e x pe c t e dt oo c c u rb yc h a n c ei nad a t a b a s eo fag i v e ns i z e  Lo we rs c o r ei sb e t t e rs oy oukn o wt h es e qu e n c e sa r ema t c hi n g b e c a u s eofa n c e s t r ya n dn o tc h a n c e  Tog e tl e s sc h a n c eo fh a v i n gma t c hb yc h a n c e ,y o uwa n tas ma l l e r d a t a b a s e  BLASTl i s t sl o we rev a l u e( b e t t e rma t c h e s )fir s t  La r g ed a t a b a s e sh a v emo r es e q u e n c e st h a tc o u l da l i g nb yc h a n c e , s oa l i g n me ntwi l lh a v el e s ss i g ni fic a nts c or e( h i gh e rev a l u e )wh e n i ti sf r o m al a r g e rd a t a ba s e  Mu l t i p l es e q u e nc ea l i g nme n t s( MSA) o Af t e rh omo l o g sa r ei de n t i fie du s i n gp a i r wi s ea l i g n me n t s ,s e q ue n c e sa r ec o mp a r e d a ss e tu s i n gMS Ap r o g r a m o MS As e e kst or e c r e a t ea c t u a le v o l u t i o n a r yh i s t o r y o Sc o r i n gg u i d e sp l a c e me n to fg a psa n dmi s ma t c he ss ot h a tc o l u mn so fa l i g n me n t l i k e l yr e pr e s e n tt r u eh o mo l o g o usp o s i t i o n s o CLUSTALa l i g n me nt  Co l o r ss h o wa mi n oa c i dswi t hs i mi l a rpr o p e r t i e s  Nu mb e r ss h o wp o s i t i o n s  Sy mb ol sb e l o wi n d i c a t ep e r f e c tma t c h,i mpe r f e c tma t c h ,orn oma t c h o No ta l lp a r t sofa l i g n me n t sa r ee q u a l l yi nf o r ma t i v e  So mer e g i o n sh a v emo r eu s e f u li nf o r ma t i o nf o rd e t e r mi n i n gh omol o g s  Ma n ys p e c i e swi t hg a psi nt h es a mep l a c ei sn o ti n f o r ma t i v e  Re g i o nswi t ha l mo s ta l lma t c h e sa r en o ti n f o r ma t i v eb e c a us et h e ya l lma t c h p e r f e c t l ya ndc a n n o tde d u c ec l o s e rr e l a t i o n s h i p s  Re g i o nswi t hs o mema t c h e sa n de n o u g hd i ffe r e nc e st ode t e r mi n e r e l a t i o n s h i p sa r et h eb e s t  Bu i l d i n gat r e ef r o mag oo da l i g n me nt o Pa r t so ft h et r e e  Ti pso ft r e er e p r e s e n tt a x a  OTU=o p e r a t i o n a lt a x o n o mi cu ni t  No de sr e p r e s e n ta n c e s t o rb e t we e nt wot a x a  Mo s tr e c e n tc o mmo na n c e s t o r( MRCA)i sr e pr e s e nt e db yno d e c l o s e s tt ot h et a x a  Cl a d e( c l u s t e r )i sa l lo ft a xar e l a t e db yc o mmo na nc e s t or

Sc a l ea tt h eb o t t om oft h et r e ei n d i c a t e sal e n g t ht ha tr e p r e s e nt sh o wma n y s u b s t i t u t i o n sp e rs i t e  I fmu t a t i onr a t ei skn o wn , b r a n c hl e ng t hi se s t i ma t eoft i me  Bo t t o md i s p l a y sh o wma n ymi l l i on so fy e a r sh a v ep a s s e ds i n c ea t a z ad i v e r g e df r o mac o mmo na n c e s t o r o Tr e e ss t a r tou ta sun r o o t e d —i mp o s s i b l et okno wwh i c hn o d er e p r e s e n t sc o mmon a n c e s t or  De t e r mi n i n gh o wn o d e sa r eo r de r e di nr o o t e dt r e e  Ou t g r ou pr o o t i n g—t a x onkn o wnt ob emo r ed i s t a n t l yr e l a t e dt o o t h e r si sa d d e dt oa l i g n me nt( d i s t a n tc o u s i n )t og i v ed i r e c t i on a l i t y t ot r e e( o r d e ro fa n c e s t o r si skn o wn )  Mi d p oi ntr o o t i n g —r oo tp l a c e db e t we e n2t i p swi t hl o n g e s tdi s t a n c e b e t we e nt he m o Po p u l a rt r e eb u i l d i n gme t h o ds  Ne i g h b o rj o i ni ng( NJ ) —di s t a n c eme t ho d  MS Ac o n v e r t e dt oma t r i xo fp i e c e wi s ed i s t a n c e s ;b r a n c h i ngo r d e r c o mp ut e df r om ma t r i x  Ca l c u l a t e sd i s t a n c ema t r i xf r o md i ffe r e n c e so r i d e n t i t i e s / s i mi l a r i t i e s  Sh o wswh i c ht wos e q u e n c e sh a v el e a s tn u mbe ro fdi ffe r e n c e s( mo s t c l o s e l yr e l a t e d )  Us e sc l u s t e r i n gme t h o dt ob u i l dt r e e o Ta k e st womo s tc l o s e l yr e l a t e dt a x aa n dj o i n st h e ma ndt he n r e c a l c u l a t e sma t r i xa n dt h e nr e p e a t sp r o c e s su nt i la n u n r o o t e dt r e ei sf o r me d  Ma xi muml i k e l i ho o d( ML) —c ha r a c t e rb a s e dme t h o d  Br a n c h i n go r de rc o mp u t e dd i r e c t l yf r omMS A,b yc o mp a r i n g c h a r a c t e r i s t i c si ne a c hc ol umn  Li k e l i h o o dt h a tp a r t i c u l a rt r e eu n d e rs o memo de lo fe v o l ut i o n wo u l dy i e l da l i g n me n tg e n e r a t e d  Co n s i d e r sp o s s i b l et r e e sf ore a c hc o l u mn o Su mo fp r ob a b i l i t i e sf o re a c hp o s s i b l er e c o n s t r u c t i o nu n d e r mo d e lg i v e nl i k e l i h o o da te a c hs i t e  Se a r c h e sf o rt r e et h a tma x i mi z e sp r ob a b i l i t yofo b s e r v i ngd a t af r o m t h eMS A  Pr o b a b i l i t yo fapa r t i c ul a rt r e eb e i n gi n flu e n c e db ymo de lo f e v ol u t i o nc h o s e n o Mo d e l sf o rmo l e c u l a re v o l u t i o n  Co mp l e x( ma n yp a r a me t e r s )t os i mp l e( f e w p a r a me t e r s )  Mo s tc o mp l e x :Al l o wsf o rdi ffe r e n ts i t e s e v o l v i n ga td i ffe r e n tr a t e s  As s u mp t i o no fe q u a lf r e q u e n c yf o r nu c l e o t i d ed r o p pe d;f r e q u e n c yt a k e nf r o m da t ai t s e l f 

Fr e q u e n c yo fn uc l e o t i de si se q u a l Mo s ts i mp l e :Al lp o s s i bl es u bs t i t u t i o nsa r e e q u a l l yl i k e l y  Toa c c o mmo d a t er a t eofv a r i a t i o na mo n gd i ffe r e n t s i t e s ,g a mad i s t r i b u t i o ni sus e d  Ho wt oa s s e s sho wl i k e l yi ti st h a tat r e ep o r t r a y sc o r r e c t r e l a t i o n s h i p o Nu mb e r sa tn o d e st e l l sy o uho wc on fid e n t( %)y o uc a nbe t h a tt h o s et a x aa r et h a tr e l a t e d o Twome t h o d so ft e s t i n gt r e ec o nfid e nc e  Bo ot s t r a p p i n g —t r e e sb u i l tf r o ms e r i e so fr a n d o m s a mp l e so fMS Apo s i t i o n s ;b r a nc hs u pp o r tg i v e na s %o ft r e e sc o n t a i n i n gag i v e nc l u s t e r / c l a d e  Sa mp l i n gwi t hr e p l a c e me nt( c a l l e d ps e u or e p l i c a ) —s a mea mo un to fc o l umn si n r a n d omo r d e r( o n ec ol u mnc a nb ep r e s e n t t wi c e )  Bu i l dt r e e sf r o me a v ja mdd e t e r mi n eh o w ma n yt i me st h a tt a x ar e l a t i o n s h i p so c c u rt o de t e r mi nec o n fid e n c e o Le s st ha n5 0 %i sn o ts u p p o r t e d  a LRT( a p pr o x i ma t el i k e l i h o o dr a t i ot e s t ) — c a l c u l a t e sa n dc o mp a r e sl i ke l i ho o do fe a c hp o s s i b l e b r a n c ha r r a ng e me n t ;s u p p or tg i v e na sc o n fid e n c ei n e x i s t e n c eo fp a r t i c u l a rb r a n c h  Mo r ea c c u r a t et ha nb o o t s t r a p p i n g NJ :t r e eb u i l di n gme t ho d ML:t r e es e a r c hi n gme t h o d( c o n s i de r sa l lt r e e sa nds e e swh a ti smo s t l i k e l y)  

 ...