A lo largo del curso se revisarán los métodos de inferencia filogenética, poniendo un énfasis especial en la inferencia a partir de datos moleculares de ADN. Comenzaremos con una presentación clara de la importancia del alineamiento de secuencias antes de embarcarse en la inferencia filogenética con secuencias nucleotídicas o de aminoácidos. A continuación, se ofrecerá una descripción general de los modelos de evolución molecular, incluyendo los modelos evolutivos que permiten incorporar la heterogeneidad a lo largo de las secuencias de ADN o de una estructura secundaria compleja (e.g. genes ribosomales). Se presentarán los métodos de inferencia más relevantes, centrándose en conceptos clave. Se señalarán las características fundamentales de métodos como la máxima parsimonia (MP), los métodos basados en matrices de distancias, la máxima verosimilitud (ML) y la inferencia bayesiana (BI). Finalmente, se discutirán diferentes medidas de apoyo a la filogenia estimada. Además, se introducirán métodos de análisis más sofisticados como el reloj molecular relajado y se discutirán aplicaciones de la inferencia filogenética en cuestiones de sistemática molecular y código de barras de ADN.

• Conocer los fundamentos biológicos, matemáticos y computacionales empleados en los métodos bioinformáticos usados en la inferencia de procesos evolutivos a distintos niveles.

 

• Aplicar los diferentes métodos de acuerdo con los requisitos y condiciones adecuados para cada uno de ellos.

 

• Asesorar sobre los métodos o implementaciones de los mismos más adecuadas para la resolución de problemas.

 

• Conocer las principales implementaciones en programas, rutinas o “suites” informáticas de los métodos estudiados.

 

 

TEMA 1 (Teoría – 2h + Práctica – 5h): Homología y alineamiento de secuencias. Importancia de la homología de caracteres. Alineamientos múltiples de secuencias: basados en secuencia primaria, estructura secundaria, alineamiento y filogenia. Algoritmos fundamentales de alineamiento. Tratamiento de “Gaps” y evaluación de alineamientos.

 

SOFTWARE: ClustalW (http://www.clustal.org); Muscle (http://www.drive5.com/muscle/); MAFFT (http://align.bmr.kyushu-u.ac.jp/mafft/software/); Gblocks (http://molevol.cmima.csic.es/castresana/Gblocks.html)

 

 

TEMA 2 (Teoría – 2h  + Práctica – 5h): Modelos evolutivos y distancias genéticas. El cambio evolutivo en las secuencias de ADN. Tasas y patrones de evolución de macromoléculas. Cálculo de distancias. Saturación de la señal filogenética. Modelos paramétricos. Selección de modelos evolutivos.

 

SOFTWARE: jModelTest (http://code.google.com/p/jmodeltest2/); MEGA(http://www.megasoftware.net)

 

 

TEMA 3 (Teoría – 2h  + Práctica – 5h): Inferencia Filogenética. Reconstrucción filogenética avanzada. Evaluación de la señal filogenética. Parsimonia. Máxima verosimilitud. Búsqueda heurística. Optimización de parámetros. Métodos bayesianos de reconstrucción filogenética. 

 

SOFTWARE: GarLi(http://www.molecularevolution.org/resources/activities/garli_activity); BEAST (http://beast.bio.ed.ac.uk/Main_Page)

 

 

TEMA 4 (Teoría – 2h  + Práctica – 5h): Inferencia Filogenética Avanzada. Reloj molecular relajado. Reconstrucción con datación en nodos y/o hojas terminales. Modelos geográficos.

 

SOFTWARE: BEAST (http://beast.bio.ed.ac.uk/Main_Page); Tracer (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/tracer/); FigTree (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/)

 

 

TEMA 5 (Teoría – 2h + Práctica – 5h): Aplicaciones de la inferencia filogenética. Sistemática molecular y “DNA barcoding”. Next-generation sequencing.

 

SOFTWARE:  BEAST (http://beast.bio.ed.ac.uk/Main_Page); Tracer (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/tracer/)

 

Cada tema de teoría se basará en una presentación de 45-50 diapositivas, cuyos textos estarán en inglés. Las prácticas se realizarán en un laboratorio de informática. Para cada tema se preparará:

 

 

• Una o dos lecturas (artículos de revisión o capítulos de libro) recomendados como lectura previa a la impartición de la clase de teoría.
• Una serie de 5-10 artículos o revisiones con las que se complemente la docencia impartida en clase.
• Un artículo propuesto para comentar por los alumnos (podrán elegir entre 2 propuestos finalmente).
• Un ejercicio final por cada módulo para resolver de forma individual por los estudiantes.