Reconstrucción filogenética usando geometría algebraica
DOI:
https://doi.org/10.3989/arbor.2010.746n1251Palabras clave:
evolución molecular, reconstrucción filogenética, modelo evolutivo, variedad algebraicaResumen
Una nueva aproximación a la reconstrucción filogenética basada en la geometría algebraica está ganando fuerza en los últimos años. Fijado un modelo evolutivo para un conjunto de especies, las distribuciones teóricas de los nucleótidos de estas especies satisfacen ciertas relaciones algebraicas que llamamos invariantes. Estos invariantes son de interés teórico y práctico dado que se pueden utilizar para inferir filogenias. En este artículo, explicamos cómo usar los invariantes para implementar algoritmos de reconstrucción filogenética y mostramos cómo el uso de técnicas y resultados teóricos procedentes del álgebra conmutativa y la geometría algebraica puede contribuir en la mejora en la eficacia y la eficiencia de estos algoritmos.
Descargas
Citas
E.S. Allman y J. A. Rhodes. “Phylogenetic ideals and vaalgoritmo for the general Markov model”, Adv. in Appl. Math., 40: 127-148, 2007. doi:10.1016/j.aam.2006.10.002
D. Barry y J. A. Hartigan. “Asynchronous distance between homologous DNA sequences”, Biometrics, 43(2): 261-276, 1987. doi:10.2307/2531811 PMid:3607200
P. Buneman. “The recovery of trees from measures of dissimilarity”, in Edinburgh University Press, editor, Mathematics in the Archaeological and Historical Sciences, pp. 387-395, 1971.
J. Cavender y J. Felsenstein. “Invariants of phylogenies in a simple case with discrete states”, J. Classification, 4: 57-71, 1987. doi:10.1007/BF01890075
M. Casanellas y J. Fernández-Sánchez. “Performance of a new invariants method on homogeneous and nonhomogeneous quartet trees”, Mol. Biol. Evol., 24(1): 288-293, 2007. PMid:17053050
M. Casanellas y J. Fernández-Sánchez. “Geometry of the Kimura 3-parameter model”, Adv. in Appl. Math, 41: 265-292, 2008. doi:10.1016/j.aam.2007.09.003
M. Casanellas y J. Fernández-Sánchez. Relevant phylogenetic invariants of evolutionary models, 2009. Aparecerá en J. Mathèmatiques Pures et Appliquées.
M. Casanellas, L. D. García y S. Sullivant. “Catalog of small trees”, in L. Pachter and B. Sturmfels, editors, Algebraic Statistics for computational biology, chapter 15, Cambridge University Press, 2005. Casanellas y S. Sullivant. “The strand symmetric model”, in L. Pachter and B. Sturmfels, editors, Algebraic Statistics for computational biology, chapter 16, Cambridge University Press, 2005.
J. Draisma y J. Kuttler. “On the ideals of equivariants tree models”, Mathematische Annalen, 344: 619-644, 2009. doi:10.1007/s00208-008-0320-6
N. Eriksson. “Tree construction using singular value decomposition”, in L. Pachter and B. Sturmfels, editors, Algebraic Statistics for computational biology, chapter 19, Cambridge University Press, pp. 347-358, 2005.
J. Felsenstein. “Evolutionary trees from DNA sequences: a maximum likelihood approach”, J. Mol. Evol., 17: 368-376, 1981. doi:10.1007/BF01734359 PMid:7288891
N. Galtier y M. Gouy. “Inferring pattern and process: maximum likelihood implementation of a non-homogeneous model of DNA sequence evolution for phylogenetic analysis”, Mol. Biol. Evol., 154(4): 871-879, 1998.
J. P. Huelsenbeck. “Performance of phylogentic methods in simulation”, Syst. Biol., 44: 17-48, 1995.
T. H. Jukes y C. R. Cantor. “Evolution of protein molecules”, in Mammalian Protein Metabolism, pp. 21-132, 1969.
M. Kimura. “A simple method for estimating evolutionary rates of base substitution through comparative studies of nucleotide sequences”, J. Mol. Evol., 16: 111-120, 1980. doi:10.1007/BF01731581 PMid:7463489
M. Kimura. “Estimation of evolutionary sequences between homologous nucleotide sequences”, Proc. Nat. Acad. Sci., USA, 78: 454-458, 1981. doi:10.1073/pnas.78.1.454
J. A. Lake. “A rate-independent technique for analysis of nucleaic acid sequences: evolutionary parsimony”, Mol. Biol. Evol., 4: 167-191, 1987. PMid:3447007
A. Rambaut y N. C. Grassly. “Seq-Gen: An application for the Monte Carlo simulation of DNA sequence evolution along phylogenetic trees”, Comput. Appl. Biosci., 13: 235-238, 1997. PMid:9183526
D. Sankoff. “Designer invariants for large phylogenies”, Mol. Biol. Evol., 7: 255-269, 1990. PMid:1694257
N. Saitou y M. Nei. “The neighbor joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees”, Mol. Biol. Evol., 4(4): 406-425, 1987. PMid:3447015
B. Sturmfels y S. Sullivant. “Toric ideals of phylogenetic invariants”, J. Comput. Biol., 12: 204- 228, 2005. doi:10.1089/cmb.2005.12.204 PMid:15767777
M. A. Steel. “Recovering a tree from the leaf colourations it generates under a markov model”, Applied Mathematics Letters, 7: 19-24, 1994. doi:10.1016/0893-9659(94)90024-8
Z. Yang y A. D. Yoder. “Estimation of the transition/transversion rate bias and species sampling”, J. Mor. Evol., 48: 274-283, 1999. doi:10.1007/PL00006470 PMid:10093216
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2010 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Puede consultar desde aquí la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.
