Gesorteerde groep en fylogenetische boom

De eerste blogpost over het sorteren van katten op grond van hun mitochondriaal DNA is van 17 mei. Op 25 mei, in de volgende blogpost over het sorteren van die katten, werd zonder meer gezegd dat het sorteren geleid had tot een fylogenetische boom. Zo’n fylogenetische boom is een hypothese, die te toetsen valt door een langere mitochondriaal DNA sequentie te gebruiken, of meer katten te sequencen voor dat stuk mitochondriaal DNA.

Tussen de eerste en de tweede blogpost is iets onder tafel gemoffeld, en Rino Zandee viel daar hoogst terecht over. Zo lijkt het erg alsof de methode een fylogenetische boom levert – en dat is niet zo. De methode levert een sortering. ClustalW dat ik hier gebruik, heeft maar één voordeel: het is gratis voor iedereen via het internet te bereiken en gemakkelijk in het gebruik. Iedereen kan proberen de sorteringen na te doen. Ooit – als er een goede aanleiding voor is – zullen de betere methoden voor sorteren op dit blog geïntroduceerd worden.

ClustalW sorteert alles. Ik kan de computer onafhankelijk van elkaar 10 reeksen van elk 200 toevalstrekkingen uit de getallen 1, 2, 3, 4 laten maken, en 1, 2, 3, 4 vervangen door A, C, G, T om het een beetje op een DNA sequentie te laten lijken. Dan sorteert ClustalW dat als het de opdracht krijgt, en het resultaat is bv zo:

klikken voor vergroting.
Figuur 1: 10 toevals 'sequenties'.

Dit is (natuurlijk!) geen fylogenetische boom. Of een sortering een fylogenetische boom genoemd wordt hangt af van het gesorteerde materiaal. Bij de katten gaat het om mitochondriaal DNA.

Nu weten we dat mitochondria alleen van moeder op kind overerven, in feite als ongeslachtelijke overerving. We weten ook dat er geen DNA uitwisseling is tussen mitochondria. Er is geen recombinatie in het mitochondrion tussen de 2-10 aanwezige mtDNA strengen. Elk kind krigt de DNA volgorde van de mitochondria in de eicel van de moeder. De enige mogelijkheid tot verandering in het mitochondriale DNA is mutatie.

Een mitochondriale DNA volgorde in de moeder kan muteren, zodat de kinderen twee verschillende DNA volgorden bezitten, elk met een andere base op 1 DNA positie. Het gebeurt wel dat mensen twee verschillende typen mtDNA bezitten: tsaar Nicolaas II bijvoorbeeld. Het is daarna mogelijk dat de twee verschillende typen mtDNA in twee verschillende dochters terecht komen. Zo krijgen we een splitsing in de afstammingslijnen van DNA en een fylogenetische boom.

Bij nucleair DNA zouden we geen fylogenetische boom krijgen: dan is er paternaal en maternaal DNA door elkaar en recombinatie. Dan geeft de sortering alleen overeenkomst.

************
ClustalW is te vinden op http://www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw2/index.html
Voor mtDNA van tsar Nicolaas II:
B. Sykes, 2002. De zeven dochters van Eva. Rainbow pocket.