16.5 Lösungen zu den Unterrichtsmaterialien

Transkript

1 Mteril 1: Alignieren von Nukleotidsequenzen für die Verwndtschftsnlyse Aufgbe 1 Erstelle mit frbigen Büroklmmern Modelle für die in Tbelle 16.6 (in Unterrichtsmterilien) gezeigten DNA-Teilstränge des Hämoglobins von,, und eines hypothetischen Vorfhren (fossile, usgestorbene Art). Verwende für jede Bse eine ndere Frbe und mrkiere die Richtung von Bse 1 nch Bse 20. Vness D.l. Pfeiffer, Christine Glöggler, Stephnie Hhn und Sven Gembll Aufgbe 2 Lies den folgenden Text und beschreibe den Vorgng des Alignierens in eigenen Worten. b Erstelle nun mithilfe der Büroklmmer-Sequenzen us Aufgbe 1 ein Alignment für die DNA- Teilstränge des Hämoglobins von,, und des hypothetischen Vorfhren. Ermittle die whrscheinlichen Deletionen. Tb. 16.6: (in Unterrichtsmterilien) Ausschnitt us der für ds Protein Hämoglobin kodierenden DNA von,, und einem hypothetischen gemeinsmen Vorfhren. Hier Drstellung der nicht lignierten Sequenzen. Position A G G C A T A A A C C A A C C G A T T A A G G C C C C T T C C A A C C G A T T A A G G C C C C T T C C A A C C A G G C C hypothetischer Vorfhr A G G A A C C C G C T C C C A A C C A G G C C Tb : Alignment us Dtenmtrix von Tbelle 16.6, dieses Ml mit lignierten Sequenzen. Position A G G C A T A A A C C A A C C G A T T A A G G C C C C T T C C A A C C G A T T A A G G C C C C T T C C A A C C A G G C C hypothetischer Vorfhr A G G A A C C C G C T C C C A A C C A G G C C I

2 16 Wie DNA helfen knn, die Verwndtschft der enffen zu verstehen Aufgbe 3 Lies den folgenden Text und beschreibe ds Prsimonie-Prinzip in eigenen Worten. b Vergleiche die lignierten Sequenzen us Aufgbe 2b mit dem in Tbelle 16.8 (in Unterrichtsmterilien) vorgegebenen Rster. Erstelle unter Verwendung des Prsimonie-Prinzips einen Stmmbum. Tb : Lösung über die Anzhl der richtig beziehungsweise flsch geprten Bsen des Alignments zum Vergleich der einzelnen Sequenzen. Deletionen wurden bei der Auszählung nicht berücksichtigt. Anzhl nicht übereinstimmender Bsen Anzhl übereinstimmender Bsen DNA verglichen mit DNA 5 15 DNA DNA gemeinsmer Vorfhr verglichen mit DNA DNA 7 13 DNA 2 18 Mteril 2: Von der Gensequenz zum Stmmbum Aufgbe 4 Verwende die Dtenbnk GenBnk, um die Mitochondrien-DNA von Mkke,,,, und zu suchen (Signturen siehe Tb in Unterrichtsmterilien). Lde die Sequenzen unter Verwendung der Clipbord-Funktion ls eine FASTA-Dtei uf deinen Computer. FASTA-Dtei siehe unter Aufgbe 5 Aligniere die Sequenzen der FASTA-Dtei mithilfe von ClustlX. Die folgenden Abbildungen zeigen die ersten 70 Bsen der mtdna im nicht lignierten (Abb ) und lignierten (Abb b) Zustnd. II

3 b Abb Lösung zu Aufgbe 5 mit den ersten 70 Bsen der mtdna. ) nicht ligniert; b) ligniert III

4 16 Wie DNA helfen knn, die Verwndtschft der enffen zu verstehen Aufgbe 6 Vergleiche die in Abbildung (in Unterrichtsmterilien; = Abb ) drgestellten Stmmbumhypothesen, indem du mit dem Progrmm McClde die zugehörigen treelengths ermittelst. Stmmbumhypothese 1 Mkke Die nch dem Prsimonie-Prinzip durch ds Progrmm McClde ermittelte treelength für Stmmbumhypothese 1 beträgt: 331 Stmmbumhypothese 2 Mkke Die nch dem Prsimonie-Prinzip durch ds Progrmm McClde ermittelte treelength für Stmmbumhypothese 2 beträgt: 333 b Stmmbumhypothese 3 Mkke Die nch dem Prsimonie-Prinzip durch ds Progrmm McClde ermittelte treelength für Stmmbumhypothese 3 beträgt: 346 c Abb Links die drei unterschiedlichen Hypothesen zur Verwndtschft der großen enffen. Auf der rechten Seite stehen die mit McClde ermittelten treelengths (unter Berücksichtigung der ersten 1000 Bsenpren der mtdna-sequenzen). IV

5 b Beurteile die drei Hypothesen nch dem Prsimonie-Prinzip und treffe eine begründete Entscheidung bezüglich des nächsten Verwndten des en. Nch dem Prsimonie-Prinzip ist dem Stmmbum mit der geringsten treelength, d.h. mit den wenigsten Evolutionsschritten, der Vorzug zu geben dies ist der Stmmbum der Hypothese 1. Hier gibt es die im Vergleich wenigsten Bsenänderungen. Der nächste Verwndte des en ist demnch der. Anmerkung: Der Unterschied zu Hypothese 2 fällt sehr gering us. Dher würde mn in der Forschungsprxis sttt der hier berücksichtigten 1000 Bsenpren der mtdna die gesmte mtdna (c Bsenpre) lignieren und vergleichen. Der Rechenufwnd ist dnn ungleich größer. V