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Che cosa è l'analisi filogenetica?

L'analisi filogenetica è lo studio sullo sviluppo evolutivo dell'specie o un gruppo di organismi o una caratteristica particolare di un organismo.

Evoluzione dellCredito di immagine: MSSA/Shutterstock.com

Che cosa è l'analisi filogenetica?

Nell'analisi filogenetica, i diagrammi di ramificazione sono fatti per rappresentare la cronologia o la relazione evolutiva fra le specie, gli organismi, o le caratteristiche differenti di organismo (geni, proteine, organi, ecc.) che sono sviluppate da un antenato comune.

Il diagramma è conosciuto come albero filogenetico. L'analisi filogenetica è importante per riunire le informazioni su diversità biologica, classificazioni genetiche come pure impara gli eventi inerenti allo sviluppo che si presentano durante l'evoluzione.

Con gli avanzamenti nelle tecniche d'ordinamento genetiche, l'analisi filogenetica ora comprende la sequenza di un gene per capire le relazioni evolutive fra le specie. Il DNA che è il materiale ereditario può ora essere ordinato facilmente, rapido ed in modo redditizio ed i dati ottenuti dall'ordinamento genetico sono molto informativi e specifici.

Inoltre, i preventivi morfologici possono essere usati per arguire gli sviluppi evolutivi, particolarmente nei casi in cui il materiale genetico non è disponibile (fossili).     

Che cosa è un albero filogenetico?

Un albero filogenetico, anche conosciuto come filogenesi, è caratterizzato da una serie di punti di ramificazione che si espandono dall'ultimo antenato comune (root) di tutte le unità tassonomiche operative fino agli organismi più recenti (suggerimenti). L'albero è confrontato alle foglie (suggerimenti), ai vertici ed ai rami, in cui due vertici vicini (unità tassonomiche) sono connessi da un ramo (ramo interno).

In un albero filogenetico, le foglie che rappresentano le specie, le popolazioni, le persone, o i geni possono essere connessi ai vertici attraverso i rami (ramo esterno). I rami rappresentano il passaggio di informazioni genetiche fra le generazioni successive e le lunghezze del ramo denotano il cambiamento o la divergenza genetico. Il grado di divergenza è stimato generalmente facendo uso del numero medio delle sostituzioni del nucleotide per sito.

Mentre analizza un albero filogenetico dalla root verso i suggerimenti, un vertice rappresenta la posizione esatta da dove due o più stirpi del discendente sono generati da uno stirpe ancestrale. Negli stirpi recentemente generati, l'evoluzione accade autonomamente.

Il reticolo di ramificazione particolare creato spaccando di stirpe è chiamato topologia, che rappresenta lo sviluppo evolutivo della generazione contemporanea con la ramificazione progressiva degli stirpi.    

Secondo il requisito di studio, un albero filogenetico può essere piantato o sradicato come pure sottoposto a operazioni di disgaggio o unscaled. Piantarsi adeguato di un albero filogenetico è richiesto di capire meglio la direzionalità di evoluzione e di divergenza genetica.

I vari metodi compreso un orologio molecolare, il punto mediano che si piantano e il outgroup che si pianta, sono a disposizione per stimare esattamente la root dell'albero facendo uso del gene che ordina i dati ed i presupposti. Al contrario, un albero filogenetico sradicato rappresenta soltanto le relazioni fra le specie senza mostrare una root ancestrale dell'origine.

In un albero sottoposto a operazioni di disgaggio, una relazione proporzionale esiste fra la lunghezza del ramo e la quantità di divergenza genetica che ha avuto luogo su quel ramo. Al contrario, tutti i rami sono della lunghezza uguale in un albero unscaled e non c'è correlazione fra la lunghezza del ramo e la divergenza genetica.     

Phylogenetic trees | Evolution | Khan Academy

Che cosa sono le applicazioni dell'analisi filogenetica?

L'analisi filogenetica fornisce una comprensione approfondita di come le specie si evolvono attraverso i cambiamenti genetici. Facendo uso del phylogenetics, gli scienziati possono esaminare il percorso che connette un organismo attuale con la sua origine ancestrale come pure possono predire la divergenza genetica che può accadere in futuro.

Phylogenetics ha molte applicazioni in medico ed i campi biologici, compreso scienza legale, biologia di conservazione, l'epidemiologia, scoperta della droga e droga progettano, previsione della struttura della proteina e della funzione e previsione di funzione del gene.

Una valutazione più accurata della relazione evolutiva fra le specie ora è possibile in un'analisi filogenetica molecolare facendo uso del gene che ordina i dati. Inoltre, la classificazione di Linnaean (basata su relatedness nei tratti fisici ovvi) delle specie recentemente mutevoli può essere fatta facendo uso dell'analisi filogenetica molecolare.  

Per quanto riguarda le applicazioni di salute pubblica, l'analisi filogenetica molecolare può essere impiegata per riunire le informazioni sugli scoppi dell'agente patogeno. Una sorgente possibile della trasmissione dell'agente patogeno può essere studiata analizzando il legame epidemiologico fra le sequenze genetiche di un agente patogeno, quale il HIV.

Nella biologia di conservazione, l'analisi filogenetica può predire quale specie stanno diventando estinte e così, dovrebbe essere catturata la cura di.

L'analisi filogenetica può essere utile nella genomica comparativa, che studia la relazione fra i genoma delle specie differenti. In questo contesto, l'un'applicazione principale è previsione di gene o gene che trova, che significano l'individuazione delle regioni genetiche specifiche lungo un genoma.

La selezione filogenetica delle specie farmacologicamente relative può contribuire ad identificare i membri strettamente connessi dell'specie con significato farmacologico.

In microbiologia, l'analisi filogenetica può applicarsi per identificare e classificare i vari microrganismi, compreso i batteri.

Inoltre, il phylogenetics può essere usato per valutare l'interazione evolutiva reciproca fra i microrganismi come pure per identificare i meccanismi (trasferimento orizzontale del gene) responsabili dell'adattamento rapido degli agenti patogeni in un microenvironment cangiante ospite.     

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Last Updated: Mar 9, 2021

Dr. Sanchari Sinha Dutta

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Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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