Evolución molecular

FORMATO INSTITUCIONAL DE CURSOS REGULARES
TITULO DEL CURSO:
PROGRAMA DE
POSTGRADO:
CURSO:
PROFESOR TITULAR:
CLAVE DE
PROFESOR
COLABORADOR (ES):
(ANOTAR NOMBRE Y
CLAVE DE CADA
PROFESOR
CORREO
ELECTRÓNICO:
TELÉFONO:
Evolución Molecular________________________________________
Fitosanidad – Entomología y Acarología
Teórico/Practico
Obdulia L. Segura León
X01910
[email protected]
595 95 20200
Ext: 1622
CLAVE DEL CURSO: ENT 611
EDIFICIO/PLANTA/NÚMERO IFIT 206
PRE-REQUISITOS: Biología Molecular
TIPO DE CURSO:
PERIODO:
[ ]
[ ]
[ x ]
[ ]
[ x ]
[ ]
Teórico
Práctico
Teórico-Práctico
Primavera
Verano
Otoño
SE IMPARTE A :
MODALIDAD:
[ x ] Maestría en Ciencias
[ x ] Doctorado en Ciencias
[ ] Maestría Tecnológica
[ x ]
[ ]
[ ]
CRÉDITOS:
HORAS
Presencial
No presencial
Mixto
3
45
HORAS PRÁCTICA:
28
45
LABORATORIO
__28_______________
146 (2 horas x 1h clase)
CAMPO
___________________
219
INVERNADERO
___________________
TEORÍA:
Presenciales
Extra clase
Total
Nota: Un crédito equivale a 64 horas totales (presenciales y extra clases)
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
El objetivo de este curso es que los alumnos aprendan los principios básicos de la
Colegio de Postgraduados/Secretaría Académica/Dirección de Educación/Área de Programas de Postgrado
CURSO:
ENT 611
PROGRAMA DE POSTGRADO: FITOSANIDAD
evolución molecular: teorías, hipótesis y métodos de análisis de secuencias de DNA.
HORAS
ESTIMADAS
TEMAS Y SUBTEMAS
OBJETIVOS DE LOS
TEMAS
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PROGRAMA DE POSTGRADO: FITOSANIDAD
4.5
Capitulo 1. Introducción: que es la evolución
molecular
1.1. Teoría de la evolución
1.2. Evolución en acción
1.3. Evolución de la sistemática
molecular
1.4. Bioinformática en la evolución
Video The Dangerous idea
Capitulo 2. Genes organización y función
3.0
2.1. Niveles de organización genética
2.2. Estructura de los genes
2.3. Función de los genes
2.5. Genoma organización evolución
Capitulo 3. Origen de la variación genética
6.5
3.1. Mutación
3.2. Recombinación
3.3. Deriva Genética
3.4. Selección Natural y Adaptación
3.5. Cambios en el tamaño de la
población
3.6. Genética y especiación
3.7. Gene genealogía y teoría de la
coalescencia
Establecer las bases
teóricas y principios de la
evolución molecular,
teorías de evolución y
usos de los principios
evolutivos en diferentes
disciplinas.
Conocer la estructura y
organización de la
información genómica.
Conocer las causas de
la variación genética,
que pueden responder
las hipótesis sobre la
variación-polimorfismo
en de los organismos
vivos.
Evaluación 1
2
Capitulo 4. Genes en poblaciones
5.0
4.1. Fundamentos de genética de
poblaciones.
4.3. Variación en poblaciones
4.4. Teoría neutral de evolución
4.5
Capitulo 5. Cambios evolutivos de
secuencias
5.
5.1. Substitución de nucleótidos
5.2. Homología
Conocer las bases en el
estudio de poblaciones,
ley y teorías que
permiten discriminar
entre evolución neutral y
cambios en la población.
Conocer los tipos de
cambio y frecuencia de
la variación de
nucleótidos, así como
las modelos de
substitución propuestos
para su análisis y
estadísticas básicas para
el análisis de secuencias
de DNA, con base en el
principio de homología
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PROGRAMA DE POSTGRADO: FITOSANIDAD
2
6.0
Evaluación 2
Capitulo 6. Inferencia filogenética
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
2
Árboles filogenéticos
Métodos de distancia
Método de máximo parsimonia
Método máxima verosimilitud
Método Bayesiano
Capitulo 7. Estadística filogenética
7.1. Precisión, exactitud estadística
de árboles filogenéticos
7.2. Muestreo
2.5
Capitulo 8. Inferencias filogenéticas en
poblaciones
8.1. Polimorfismo Genético y
evolución
8.2. Árboles vs. Redes de genes
8.3. Geografía y evolución
8.3.1. Filogeografía
2
Examen Final
2
Presentación final
Conocer los métodos de
inferencia filogenética,
que se utilizan para
recuperar la historia
evolutiva de las
secuencias de DNA.
Como obtener niveles de
confianza en el análisis
filogenético de
secuencias de DNA.
Conocer herramientas
para el análisis de
secuencias de DNA
dentro de poblaciones.
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LISTA DE PRÁCTICAS
(TITULO, OBJETIVOS PUNTUAL, NUM. DE HORAS)
Practica 1. Bases de datos genéticos.
Tiempo: 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda cuales son las principales bases de datos genéticos,
como tener acceso a ellas.
Practica 2. Formatos y nomenclatura de secuencias de DNA
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda y reconozca los formatos más comunes de secuencias
de DNA, así como la nomenclatura que se utiliza en las secuencias de DNA y su traslación
a aminoácidos.
Practica3. Búsqueda de secuencias de nucleótidos y comparación de fragmentos de
DNA en la base de datos de NCBI
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda a realizar búsqueda de secuencias de nucleótidos, por
nombre del gen, por región, por número de acceso, así como realizar búsquedas a partir
de secuencias generadas en el laboratorio.
Practica 4. Ensamble de secuencias y alineación de secuencias
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda a realizar ensamble de secuencias de DNA, de
fragmentos generados en el laboratorio y alineación múltiple.
Practica 5. Organización de DNA: regiones codificantes y no codificantes
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda a diferenciar entre secuencias codificantes y no
codificantes. Que reconozca el tipo de mutaciones que se presentan en cada región del
DNA y que aprenda a leer una región codificante con base en su código genético.
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Practica 6. Diversidad genética entre secuencias
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda a obtener la diversidad genética de secuencias, dentro
y entre poblaciones, así como frecuencia de bases.
Practica 7: Pruebas de neutralidad (dnaSP, MEGA5)
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda a formular hipótesis sobre el polimorfismo en regiones
codificantes y realice prueba de neutralidad.
Practica 8: Prueba de modelos (ModelTest)
Tiempo 2:00
Objetivo: que el estudiante relacione la frecuencia de bases en un grupo de secuencias y
el uso de modelos propuestos para el análisis de secuencias de DNA.
Practica 9: Inferencia filogenética Distancias genéticas y Arboles filogenéticos
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante aprenda a obtener una matriz de distancias genéticas con base
en la frecuencia de bases, así como arboles filogenético basado en métodos de distancias
genéticas, además de reconocer las partes de un árbol filogenético.
Practica 10: Inferencia filogenética: Parsimonia (Mega, PAUP*)
Tiempo 2:00
Objetivo: Realizar análisis filogenético con base en parsimonia
Practica 11. Inferencia filogenética: Estadística Bayesiana (MrBayes, TreeView)
Tiempo 2:00
Objetivo: Realizar análisis filogenético con base en el teorema de Bayes
Practica 12: Estadística filogenética
Tiempo 2:00
Objetivo: Que el estudiante reconozca los niveles de soporte de las ramas de un árbol y su
posible interpretación biológica con base en los resultados de las practicas 8-10.
RECURSOS DIDÁCTICOS
Los recursos didácticos generales se encuentran en la siguiente dirección http:/ent611.blogspot.mx/
los demás recursos se distribuirán en esta misma pagina entre los estudiantes inscritos en el curso,
conforme avance del curso.
NORMAS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN
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Normas de evaluación
80% TEORIA
70 % Exámenes (3)
5 % Participación en clase (lectura y discusión de artículos)
5 % Presentación de trabajo final
20% PRACTICA
Procedimiento de evaluación
La acreditación del curso requiere la aprobación de las dos secciones con calificación
mínima de 8.0.
Los tres exámenes se distribuirán a lo largo de curso y se realizaran en el horario de clase,
la participación en clase comprende la lectura y discusión de artículos de tema para cubrir
de un tema especifico, la presentación final se refiere a una presentación que incluya
alguno (s) de los temas que se abordaron en clase.
Las practicas se realizaran cada semana: los reportes y cuestionarios de estas se
entregaran al inicio de la siguiente practica en papel. No se recibirán practicas después de
fecha señalada.
BIBLIOGRAFÍA IMPRESA O ELECTRÓNICA (AUTOR, AÑO, TÍTULO, EDITORIAL, FECHA,
EDICIÓN)
BIBLIOGRAFÍA BASICA
LIBROS
Albert A.V. 2009 . Parsimony Phylogeny and Genomics. Bioscience. Oxford 229
Avise, J.C., 2004. Molecular Markers, Natural History and Evolution. Second Ed. Sinauer
Associates, Inc. Massachusetts, USA.
Bell M.A., Futuyma D., Eanes W. F., Levinston J.S. 2010. Evolution since Darwin. The
first 150 years years. Sinauer. 688p.
Crandall, K., and Templeton A., 1996. Applications of intraspecific phylogenetic. in New
uses for phylogenies. Ed. Harvey, P. H., B. A. Leigh, S.J. Maynard and S. Nee.
Oxford University Press. 81-99.
Dobzhanky, T. F.J. Ayala, G.L. Stebbins, and J. W. Valentine. 1980. Evolución.
Ediciones Omega
Futuyma, J.D., 2005. Evolution. Ed. Sinauer Associates, Inc. Massachusetts, USA. 603
pp.
Hall B.G. 2004. Phylogenetic trees made easy. A how to manual. Sinauer Associates, Inc.
Massachusetts, USA 221 pp
Hall B.G. 2011. Phylogenetic tree made easy. A how to manual. Fourth edition Sinauer
Associates. Massachusett
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Hartl L.D. & A. G. Clark. 1997. Principles of population genetics. Sinauer Associates, Inc.
Massachusetts USA 542
Hartl L.D. 2000. A primer of population genetics third edition. Sinauer Associates, Inc.
Massachusetts USA 221.
Hillis, D.M., C. Moritz, and B.K. Mable. 1996. Molecular Systematics. Second Ed.
Sinauer Associates, Inc. Massachusetts, USA. 655pp.
Lemey P. Salemi M. Valdamme AM. 2009. The Phylogenetic Handbook. A Practical
Approach to Phylogenetic Analysis and Hypothesis Testing. 2nd Edition, Cambridge
University Press.
Nei, M., and S. Kumar, 2000. Molecular evolution and phylogenetic. Oxford University
Press 333pp.
Pages, R.D.M., and E.C. Holmes. 1998. Molecular evolution: A phylogenetic approach.
Blackwell Science 346
Posada, D. 2009. Bioinformatics for DNA Sequence Analysis. Methods in Molecular
Biology. 537. Springer Protocols Humana Press 454p.
Swofford, D. L. and G. J. Olsen. 1990. Phylogeny reconstruction. Pages 411-501 in D.
M. Hillis and C. Moritz (ed.), Molecular Systematics Sinauer Associates:
Sunderland.
Segura-León O. 2012. Evolución Molecular: Manual de prácticas. Colegio de
Postgraduados. (en revisión).
Yang Z. 2008 . Computational Molecular evolution. Oxford Series in Ecology and
Evolution.357.
Ebooks:
Joe Felsenstein 2010 Theoretical Evolutionary Genetics,
http://evolution.gs.washington.edu/pgbook/pgbook.html
Nei. M. 1975. Molecular population genetics and evolution
http://www.bio.psu.edu/People/Faculty/Nei/Lab/BOOK.pdf
http://www.ucmp.berkeley.edu/glossary/gloss1phylo.htmll
Software:
Excoffier L, Laval G and S. Schneider. 2005. Arlequin (version 3.0): An integrated
software package for population genetics data analysis. Evol Bioinform Online.
2005; 1: 47–50 http://www.pubmedcentral.nih.gov/tocrender.fcgi?iid=177468
Houselnbeck, J.P., and F. Ronquist., 2001. MRBAYES: Bayesian inference of
phylogenetic trees. Bioinformatics. Application note 17(8) 754-755.
Kumar S, Dudley J, Nei M and Tamura K (2008) MEGA: A biologist-centric software for
evolutionary analysis of DNA and protein sequences. Briefings in Bioinformatics 9:
299-306
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Librado, P. and Rozas, J. 2009. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of
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10.1093/bioinformatics/btp187.
Posada, D., and Crandall K.A., 1998. MODELTEST: Testing the model of DNA
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Swofford D and D.P. Begle. 1993. PAUP Phylogenet Analysis Using Parsimony, Users
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Lecturas básicas
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Duret, L. (2008). “Neutral Theory: The Null Hypothesis of Molecular Evolution”. Nature
Education. http://www.nature.com/scitable/topicpage/Neutral-Theory-The-NullHypothesis-of-Molecular-839
Felsenstein, J. 1985. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap.
Evolution 39:783-791.
Goldman, N.N. and Yangyang , Z. 1994. A codon-based model of nucleotide
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Holder M, and P:O: Lewis. 2003. Phylogenetic estimation: traditional and Bayesian
approaches. Nature Reviews Genetics. 4. 275-284.
Haque, W. A. Aravind and B. Reddy.2009. Pairwise sequence alignment algorithms- a
survey. Proceedings of the 2009 conference on informatics science technology and
application. 96-103
Hillis, D.M., and Bull J., 1993. A empirical test of bootstrapping as a method for
assessing confidence in phylogenetic analysis. Sist. Biol. 42 (2):182-192.
Hillis, D.M., 1998. Taxonomic sampling, phylogenetic accuracy and investigator bias. Sist.
Biol. 47(1)3-8.
Hulsenbeck J.P., F. Ronquist, R. Nielsen and J. P. Bollack 2001. Bayesian Inference of
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DOI 10.1126/Science.1065889.
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King J.L. and T.H.Jukes.1969. Non-Darwinian Evolution. Science. 164: 788- 798
Mindell D.P and Ch. E. Thacker. 1996. Rates of molecular evolution: Phylogenetic
Issues and Applications. Annual Review of Ecology and Systematics, Vol. 27: 279 303
Nielsen R. 2001. Statistical tests of selective neutrality in the age of genomics. Heredity
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Oleksyk T.K, M.W. Smith and S.J.Brien. 2010. Genome-wide scans for footprints of
natural selection. Phul. Trans. R. Soc. B. 365, 185-205 doi;10.1098/rstb.2009.0219
Phillip J. A. 2006. Homology assessment and molecular sequence alignment. J. of
biomedical informatics. (39)18:33
Posada, D., and Crandall K.A. 2002. Intraspecific gene genealogies: trees grafting into
networks. Trends in Ecology & Evolution. 16 (1)37-45.
Simonsen, K. L., Churchill, G. A.G. A. and Aquadroaquadro , C. F. 1995. Properties of
statistical tests of neutrality for DNA polymorphism data. Genetics, 141, 413±429
Tajima, F. 1989. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA
polymorphism. Genetics, 123, 585±595.
Tajima F. 1989. The effect of change in population size on DNA polymorphism. Genetics
123:597-601
Thompson, J. D., D.G.Higgins and T. J.Gibson 1994. CLUSTAL W: improving the
sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting,
position- specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Research,
Vol. 22, No. 22 4673-4680
Paginas web
Programas en filogenia http://evolution.gs.washington.edu/phylip/software.html
Model Test: http://darwin.uvigo.es/
MEGA 5: http://www.megasoftware.net
dnaSP: http://www.ub.es/dnasp/
Arlequin: http://cmpg.unibe.ch/software/arlequin3/
MrBayes: http://mrbayes.sourceforge.net/
Programas libres relacionados http://molbioltools.ca/molecular_biology_freeware.htm
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