Side 1 af 18

Undersøgelse af slægtskabsforhold

Brug af DNA-analyser

Hvad er slægtskab?Slægtskabsforskning bygger på analyse af hvem der har en forfader der er fælles og som ikke er forfader for andre. Teorien hedder fylogeni og den kan visualiseres som et træ der kun har dichotomier (tvedelinger).

Monofyletisk gruppe Monofyletisk Parafyletisk Poyfyletisk

Hvad kan man bruge til at analysere slægtskab? Anatomi, f.eks. hvirvler, tænder, mm Fysiologi Adfærd Fossiler Immunologi DNA og proteinundersøgelser

Side 2 af 18

Hvilke farer er der ved sammenligninger?Parallellismer, finner luffer,Dyr der har udviklet lignende udseende uafhængigt, betyder ikke at der er nærmere beslægtet.

Svømmende dyr

Kriterier for at en slægtsskabsanalyse bygger på monofyletiske grupperSymplesiomorfisme

Fælles primitive egenskaber kan ikke bruges til at sige

noget om slægtskab. Simpelt: 4 lemmer siger ikke noget om slægtskab mellem krybdyr og pattedyr

Apomorfisme Fælles avancerede karakterer er derimod vigtige kriterier, fire ben er fælles for krybddyr og pattedyr, men de

findes også hos fælles forfædre. Eksempel, pattedyr producerer mælk, en fælles avanceret egenskab

Side 3 af 18DNA-analyserVed DNA-analyser skal man for det første have fat i DNA. Det er forholdsvis let fra levende organismer. Men når det gælder døde organismer og fossiler er det straks noget sværere. Dels blive DNA let ødelagt, dels kan det være delt op i mindre stykker som gør det svært at genskabe den oprindelige rækkefølge.

Så hvad gør man? Først får man fat i sit objekt og oprenser DNA Så skal DNA sekvenseres en kompliceret og dyr affære, men det er meget automatiseret i dag, så det er let

nok, men det kræver ud over det meget computerkraft. Man kan kun sekvensere ca. 100 baser ad gangen, man får derfor som resultat en uhyrlig masse data for en

masse forskellige stykker. De kan så blive bearbejdet på en stor computer, så man kan bestemme den rette baserækkefølge.

Så skal man have analyseret sine sekvenser som jo bare består af en baserækkefølge Det kan gøres som jeg vil demonstrere senere. Dette er dog gjort for rigtig mange DNA-stykker eller hele genomer, som er samlet i databaser tilgængelige

på nettet. Så ofte kan meget gøres ved at hente færdige sekvenser på nettet. Hvilken slags DNA bruger man så mest til slægtskabsanalyse? Mitokondrie-DNA Hvorfor Mitokondrie DNA?

o Mitokondrie-DNA findes i alle cellero Der kan være flere hundrede i en

celleo Der er derfor meget af det

Mitokondrie DNA er forholdsvis kort ca 16-18 kb, og er derfor temmelig let at sekventere. Human DNA har 3 milliarder base par, og det tog adskillige år at sekventere, hvor over 1000 forskere i 50 lande deltog (HUGO). Projektet var startet på initiativ af Watson (Watson og Crick fik Nobelprisen for at beskrive opbygningen af DNA i 1960)

F.eks. Find Afrikansk elefant, https://www.google.dk/search?site=&source=hp&q=afrikansk+elefant&oq=afrikansk+elefant&gs_l=hp.3..0l10.1512.8001.0.8592.18.11.0.7.7.0.355.1503.1j5j2j1.9.0.msedr...0...1c.1.62.hp..3.15.1358.0.e6iBZceu_nw,

Søg derefter i Geneious under NCBI-Nucleotide efter Loxodonta africana mitochondrion, complete genome

Side 4 af 18Et eksempel: elefanters slægtskabVise Geneious

Mastodont (3,7 mill til ca 10.000 AC) Mammut (150.000 til ca 10.000 AC)

Afrikansk savanne elefant fra ca 2,6 mill Afrikansk skov elefant 2,6 mill

Indisk elefant fra ca 2,5 mill

Side 5 af 18Lav en analyse med programmet Geneious

Hent og installer program: geneious Det hentes her http://www.geneious.com/ Hente sekvensfil på http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Gøres dog lettere inde fra Geneiousprogrammet (desværre kræver der Genious 8.1 eller nyere, eller skal skal

man søge sekvenser direkte fra NCBI og downloade og importere dem in i Genious) Brug Nucleotide og søg med mitochondrion i søgningen

Droppe fil i en mappe f.eks. Elefanter (skal laves) og Geneious konverterer filen så den kan vises. Vise sekvens

Lave alignment

Side 6 af 18 Vise og kommentere alignment

Lave og vise træer

Det var så det, der ligger en opgave på de følgende sider (Bilag 1) Men jeg vil også, hvis tiden tillader vise ApE og Cn3D, se bilag 2 og 3

Side 7 af 18

Bilag 1

Opgave til slægtskabsanalyseNedenunder er Klassifikation for arterne i kattefamilien

1. Installer Geneious2. Det hentes her http://www.geneious.com/ 3. Hent evt. Trial her http://www.geneious.com/request-trial , Husk kun engelske bogstaver ellers virker det

ikke4. Lav en ny mappe og kald den f.eks. Panthera5. Find mitokondriegenomer for de 4 slægter i Panthera med Geneious en af gangen, og gerne én udenfor

Panthera6. Indsæt genomerne i Geneious i mappen Panthera ved at dumpe sekvenserne ind i mappen.7. Kig på en sekvens for at se hvordan den ser ud. F.eks. TTTATGTAGCTTACCCCCTCAAAGCAAT (er dog med

farver for de forskellige baser).8. Indsæt et eksempel i din wordfil ved at bruge Alt-Print Scrn og Ctrl-V, og beskær billedet så du kun får det

relevante med. Det bliver noget småt, men man kan Zoome og så bliver det stort og skarpt.9. Vælg 3 af dyrene og lav en nucleotid alignment og analyser forskelle i sekvenserne.10. Lav en nucleotid alignment for alle fra Panthera samt Sabelkat (det tager lang tid!)11. Lav et træ, ved at vælge Tree.12. Forklar hvad træet viser om slægtskab.

Klassifikation[redigér | redigér wikikode]Kattefamilien (latin: Felidae) eller kattedyrene er en familie inden for rovdyrordenen (Carnivora), der igen tilhører pattedyrenes klasse (Mammalia).

Underfamilie Felinae

Slægt Felis

Vildkat, Felis silvestris (ca 11 underarter, bl.a. de nedenfor

nævnte)

Afrikansk vildkat, Felis silvestris lybica (også benævnt Felis

lybica)

Europæisk vildkat, Felis silvestris silvestris

Asiatisk vildkat, Felis silvestris ornata

Kat, Felis silvestris catus, også benævnt Felis catus

Sandkat, Felis margarita

Junglekat, Felis chaus

Sortfodet kat, Felis nigripes

Kinesisk ørkenkat, Felis bieti

Slægt Lynx

Europæisk los, Lynx lynx

Spansk los, Lynx pardinus (også kaldet panterlos eller pardellos)

Canadisk los, Lynx canadensis

Side 8 af 18

Rødlos, Lynx rufus

Slægt Caracal

Karakal, Caracal caracal (også kaldet ørkenlos)

Slægt Catopuma

Asiatisk guldkat, Catopuma temminckii

Borneo-kat, Catopuma badia

Slægt Profelis

Afrikansk guldkat, Profelis aurata

Slægt Herpailurus

Jaguarundi, Herpailurus yaguarondi (også kaldet eira)

Slægt Leopardus

Ozelot, Leopardus pardalis

Margay, Leopardus wiedi

Oncilla, Leopardus tigrinus

Slægt Prionailurus

Asiatisk leopardkat, Prionailurus bengalensis (også kaldet bengalsk tigerkat)

Fiskekat, Prionailurus viverrinus

Fladhovedet kat, Prionailurus planiceps

Rustplettet kat, Prionailurus rubiginosus

Slægt Leptailurus

Serval, Leptailurus serval

Slægt Oreailurus

Andeskat, Oreailurus jacobita

Slægt Otocolobus

Manul, Otocolobus manul

Slægt Oncifelis

Pampaskat, Oncifelis colocolo

Geoffroys kat, Oncifelis geoffroyi

Kodkod, Oncifelis guigna

Slægt Puma

Puma, Puma concolor

Underfamilie Pantherinae

Slægt Neofelis

Træleopard, Neofelis nebulosa

Slægt Pardofelis

Marmorkat, Pardofelis marmorata

Slægt Panthera

Løve, Panthera leo

Asiatisk løve Panthera leo persica

Side 9 af 18

Vest-afrikansk løve Panthera leo senegalensis

Massai løve Panthera leo massaica

Katanga løve Panthera leo bleyenberghi

Transvaal løve Panthera leo krugeri

Congo løve Panthera leo azandica

Savo løve Panthera leo nubica

Atlas løve Panthera leo leo

Kap løve Panthera leo melanochaitus

Tiger, Panthera tigris

Amurtiger Panthera tigris altaica

Sydkinesisk tiger Panthera tigris amoyensis

Indokinesisk tiger Panthera tigris corbetti

Sumatratiger Panthera tigris sumatrae

Bengalsk tiger Panthera tigris tigris

Malaysisk tiger Panthera tigris jacksoni

Java-tiger Panthera tigris sondaica, uddød

Bali-tiger Panthera tigris balica, uddød

Kaspisk tiger Panthera tigris virgata, uddød

Leopard, Panthera pardus (også kaldet panter)

Afrikansk leopard Panthera pardus pardus

Arabisk leopard Panthera pardus nimr

Amurleopard Panthera pardus orientalis

Tyrkisk leopard Panthera pardus tulliana

Java leopard Panthera pardus melas

Nord-kinesisk leopard Panthera pardus

japonensis

Indisk leopard Panthera pardus fusca

Indokinesisk leopard Panthera pardus

delacouri

Sri Lanka leopard Panthera pardus kotiya

Persisk leopard Panthera pardus ciscaucasica

Kaukasisk leopard Panthera pardus saxicolor

Pakistansk leopard Panthera pardus sindica

Jaguar, Panthera onca

Slægt Uncia

Sneleopard, Uncia uncia

Underfamilie Acinonychinae

Slægt Acinonyx

Side 10 af 18

Gepard, Acinonyx jubatus (også kaldet jagtleopard)

Underfamilie Sabelkatte Machairodontinae uddød

Slægter Smilodon, Machairodus, Dinofelis, Homotherium og flere andre

Side 11 af 18

Bilag 2

Undersøge plasmider med ApE1. Hent ApE. F.eks her http://www.volvoxdk.dk/index.php/biologi-div/torforsog 2. Lav en mappe til ApE et praktisk sted.3. Lav gerne en genvej til ApE (er dog ikke nødvendigt)4. Kør programmet5. Vælg ”Open Feature Library” under Features

6. Hent en plasmidsekvens ved at åbne:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/MMDB/mmdb.shtml

7. Vælg Nucleotid øverst til højre

8. Og indsæt et plasmidnavn, f.eks. YEp24 og klik ENTER9. Klik på FASTA10. Download plasmidet ved at kikke på Create File. Læg det hvor du har lagt ApE-programmet

11. Åben filen YE24.fasta under File

Side 12 af 1812. Vælg ”Annotate Features using Library”

Så vil kendte gener mm blive vist I farver13. Vælg Enzyme Selector under Enzymes14. Vælg nogle enzymer og klik Close

15. Hvis der ikke står Cirkular så klik på Linear så der står Cirkular,

16. Klik nu på det lille ikon der ser sådan ud 17. Nu åbner et grafisk billede af det valgte enzym, hvor du kan se størrelse, gener, skæringssteder for

restriktionsenzymer, man kan se at i begge resistensgener er der klippesteder.

18. Endelig kan man ved klikke på -ikonet åbne og vise en restriktionanalyse med de valgte enzymer med Lambda klippet med HindIII

Side 13 af 18

19. Man kan man gemme grafiske billeder af plasmider:a. Højreklik på billedetb. vælg printc. vælg Microsoft print to PDF.d. Højreklik på den dannede PDF-fil og vælg Åben… og vælg Word. (det burde virke)

Det var det, håber det er til at finde ud af. Bjørn

Side 14 af 18

Bilag 3

Proteinstruktur

Hent og installer Cn3D Hent og installer Cn3D https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/CN3D/cn3d.shtml Vis og fortæl om primær, sekundær, tertiær og kvaternær struktur (se sidste side) Find et protein http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/MMDB/mmdb.shtml Indsæt i program

Skriv din søgning f.eks

Vælg Protein Vælg avanceret

o Vælg Galactosidaseo Vælg Lactose og klik ENTER

Så finder du https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein?term=(galactosidase)%20AND%20lactose

Vælg f.eks. Den øverste fil så får du

Side 15 af 18

Klik på det lille billeder til højre så får du

Klik på det øverste billede til højre, så får du

Side 16 af 18

Klik på billedet til højre, så får du

Klik på den lille blå Downloadknap til højre og gem filen med et passende navn på i en mappe Klik på filen du har gemt og 3nC3 åbner med din valgte proteinstruktur Du kan nu se proteinet

o Dreje det rundt i 3D med musen

Side 17 af 18o Flytte op og ned med SHIFT holdt nedeo Zoome ind og ud (tryk z eller x)o Gemme det valgte udsnit med File-Export PNG

Figur 2 Hele Beta-Galactosidase

Figur 1 Udsnit hvor man kan se Lactose øverst til højre

Side 18 af 18

Figur 3 Lactose spaltning