分子系統樹ー頻出問題解説シリーズ(進化)

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系統樹

 進化の過程を①系統といい、これを図に表したものを②系統樹と呼ぶ。進化の時間的な順番及び形質の派生に着目して、系統樹は描かれる。近年、DNAの塩基配列やタンパク質のアミノ酸配列の分子データに基づく③分子系統樹を用いた手法が盛んである。この手法により、系統の分類の再編が大幅に行われている。

分子系統樹の問題の考え方

 分子系統樹は、多くは①アミノ酸の置換数を元に計算される。種が分化していく中で、一つの遺伝子のそれぞれ②別の場所に変異が挿入されることで、現在のアミノ酸の置換数の違いが出来たと考える。すなわち、ヒトとマウスのある100アミノ酸のタンパク質で4つのアミノ酸置換があったとする。ヒトとマウスの共通祖先からヒトへ進化する中で③2つのアミノ酸が置換し、マウスへ進化する中で別の④2つのアミノ酸が置換することで、4つのアミノ酸置換が発生したと考える。この時、ヒトとマウスの共通祖先からそれぞれ2/100=0.02の⑤進化距離があると考える。

 3つ以上の生物を考えるときは、アミノ酸置換数の⑥平均を取らないといけない場合がある。前段落における前提(それぞれ同じアミノ酸数だけ置換する)は必ずしもすべてのケースで一致しない。たまたま同じアミノ酸に置換が入ったり、置換しやすいアミノ酸が置換され、多くのアミノ酸が変わってしまったようなケースもある。そのような理由で、理論上同じ進化距離になるはずの生物間で、アミノ酸の置換数が異なってしまったようなときは、それぞれの置換数を平均した距離を進化距離の計算に用いればよい。

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