Nexos entre la taxonomía evolutiva y la distribución de las frecuencias de los aminoácidos en genes y proteínas

2. Introducción
3. Bases biológicas y matemáticas
4. Construcción de las bases de datos y preparación de las mismas
5. las diferencias en el número estimado de codones y la clasificación evolutiva
6. Análisis filogenéticos
7. Conclusiones y recomendaciones
8. Referencias bibliográficas
9. Anexos

Resumen

En este trabajo se muestran evidencias acerca de la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre varios grupos taxonómicos a través del uso del número de codones estimados que codifican para cada aminoácido (NECk) y de las probabilidades de aparición de estos en las proteínas (pk). Estas variables fueron estimadas utilizando bases de datos construidas a partir del uso de codones en los genes y de secuencias de proteínas provenientes de diferentes organismos vivos. La aplicación de los métodos CHAID y análisis discriminate y la evaluación del desempeño de los mismos permitieron verificar que las diferencias detectadas entre los taxa están en correspondencia con la clasificación biológica. Además de esto, utilizando la distancia de Hellinger entre los vectores pk se calcularon matrices de distancia a partir de las cuales se construyeron árboles filogenéticos que, no solo confirmaron relaciones filogenéticas entre los taxa que están en concordancia con la taxonomía evolutiva sino que, además, sugieren la existencia de, al menos, una gran extinción en algún momento de la historia evolutiva.

Abstract                                                                       

Evidences about the existence of statistical significant differences between several taxonomic groups are shown by means of the number of codon used by each amino acid (NECk) and the appearance probabilities of these in proteins (pk). These variables were estimated using databases which were made-up from the codon use in genes and protein sequences taken from different living organisms. The application of CHAID and discriminant methods and their performance evaluation allowed verify that the differences detected between the taxa are in correspondence with their biological classification. Besides this, distance matrices were calculated using the Hellinger distance between pk vectors. From these matrices phylogenetic trees were built that, not only, confirmed the phylogenetic relationships between the taxa that are in agreement with the evolutionary taxonomy but rather, also, they suggest the existence of, at least, a great extinction during the evolutionary history.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo alcanzado por las Ciencias Biológicas ha permitido la acumulación de mucha información experimental disponible en grandes bases de datos. El análisis de los diferentes caracteres fenotípicos, como la morfología, la conducta, los cromosomas, la anatomía externa e interna, el desarrollo embrionario, el metabolismo, la variación genética y proteíca muestran que las especies presentan semejanzas homólogas en todos los niveles del fenótipo. Cuanto más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto, cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos.

Antecedentes y actualidad del tema.

La universalidad de la molécula portadora de la información genética hace que el DNA sea un carácter muy apropiado para el estudio comparativo y filogenético de las especies. Morfológicamente no es posible comparar una bacteria con un hombre, sin embargo si es posible establecer una comparación con moléculas de DNA de ambos organismos, ya que están formadas por el mismo lenguaje de bases. Con datos de secuencias podemos comparar cualesquier grupo de organismos, por distantes que sean. Los datos moleculares tienen otras propiedades adicionales que todas juntas los convierten en el carácter ideal de estudios filogenéticos. Muchos trabajos obtienen y analizan las secuencias de genes y proteínas de diferentes especies para resolver cuestiones todavía dudosas de relaciones entre organismos.

Formulación del problema

• ¿Constituyen los cambios en las frecuencias de aminoácidos huellas que permiten diferenciar las especies de organismos en correspondencia con su clasificación taxonómica?
• ¿Es posible mediante el análisis de distribución  de probabilidades de la aparición de aminoácidos en las diferentes especies de organismos confirmar las relaciones filogenéticos entre los organismos y deducir nuevos aspectos del proceso de evolución molecular?

Hipótesis de trabajo

Teniendo en cuenta los elementos teóricos antes expuestos, así como las interrogantes  existentes, se plantea la siguiente hipótesis general de investigación: