Fylogenetisk analyse ( forår 2009 - 10 ECTS )
Rammer for udbud
-
Uddannelsessprog:
engelsk
-
Niveau:
Bachelorkursus
-
Semester/kvarter:
3. og 4. kvarter
-
Timer per uge:
6
-
Deltagerbegrænsning:
Mindst 10 deltagere
-
Undervisningssted:
Århus
-
Hovedområde:
Det Naturvidenskabelige Fakultet
-
Udbud ID:
12556
Formål
Mængden af molekylær data (specielt DNA sekvenser) er eksploderet ikke bare indenfor taksonomi og evolutionær biologi men også indenfor økologi, molekylærbiologi, genomforskning og molekylær medicin. Formålet med kurset er at de studerende skal opnå forståelse af principperne for fylogenetisk analyse og dens mange anvendelser. Kurset sigter både mod at de studerende lærer selv at finde egnede metoder til analyse af data samt mestrer brug af fylogenetisk software.
Obligatorisk program
TØ/SØ
Indhold
Forelæsningerne fokuserer på at forklare grundbegreberne i fylogenetisk analyse, trrærekonstruktionsmetoder, og evolutionær hypotesetestning vha fylogenier. Disse bliver suppleret med gæsteforelæsningerne der illustrerer brugen af fylogenetisk analyse i forskellige grene af biologien.
Emner:
-
Demonstrationer af fylogenetisk træ rekonstruktion vha brugervenligt software
-
Personligt projekt der benytter DNA sekvnser til at besvare biologisk spørgsmål
-
Fylogenetisk analyse i taksonomi og systematik
-
Diversifikation af archae og bacteria
-
Oprindelsen af eukaryoterne
-
Udviklingen af dyr og planter
-
Gentræer og artstræer: Hvorfor nogle gener siger at chimpanzen er menneskets nærmeste slægtning mens andre gener siger gorillaen
-
Ancient DNA, ancestral sekvens rekonstruktion: Eksempler: Kunne dinosaurerne se i mørke? Hvad kan vi bruge Neanderthalerens genom til:
-
Molekylær data og tidsbestemmelse af artsdannelse. Eksempler: Stemmer artsdannelsestider estimeret vha DNA sekvenser med vores palæontologiske viden? Er artsdannelse gradvis eller sker den i spring?
-
Hvordan kan vi bruge fylogenier til at undersøge naturlig selektion på proteinniveau, nye funktioner. Eksempler: Selektion på gener der genkender patogenr, udvikling af HIV i kampen mod immunsystemet
-
Fylogenier og komparative metoder. Eksempler: Hvor mange gange er komplekse strukturer udviklet i dyreriget?
-
Mennesket og menneskeabernes udvikling. Hvilke gener har især spillet en rolle for menneskets udvikling?
-
Fylogenomik. Hvor mange gener skal vi bruge for at rekonstruere livets træ? Hvilke forskele er der på at bruge hele genomers udvikling i analysen?
-
Genduplikation og funktion af nye gener. Eksempler: Er vertebraterne polyploide? Hvorledes putter vi en rod på livets træ?
-
Artikeldiskussioner af fylogenetiske metoder med nylige anvendelser, for eksempel: Chordaternes fylogeni, blomsterplanternes tidlige udvikling, HIVs fylogeni og oprindelse, er edderkoppernes silkeproduktion udviklet en eller flere gange (silkegener), betydningen af artsdannelse til molekylær ændring, hvordan finder man gener, der har udviklet sig adaptivt i mennesket?, udvikling af en ny hormon receptor.
Faglige forudsætninger
2 års studier i biologi molekylærbiologi, molekylær medicin eller medicin.
Underviser
Thomas Bataillon
og Mikkel H. Schierup
Undervisnings- og arbejdsform
3 timers F/uge i 7 x 2 uger.
3 timers TØ/SØ i 7 x 2 uger
Litteratur
"Evolution" af N. H. Barton et al (CSHL Press). Der vil blive brugt dele af denne bog suppleret med en artikelsamling/kapitler fra andre bøger.
Kursushjemmeside
www.aula.au.dk/PA2009
Eksamensterminer
Ordinær eksamen: 4. kvarter
Reeksamen: Efter aftale med faglærer
Udbyder
Biologisk Institut
Læringsmål
Ved kursets afslutning forventes deltagerne at kunne
-
Konstruere fylogenetiske træer ved hjælp af fylogenetisk software og molekylær data.
-
Fortolke fylogenetsike træer med henblik på at besvare veldefinerede fylogenetiske spørgsmål (f.eks. er der bevis for uafhængige oprindelser af et morfologisk træk, er en taksonomisk gruppe monofyletisk)
-
Sammenligne fylogenetiske træer rekonstrueret vha forskellige trærekonstruktionsmetoder
-
Forklare principperne der ligger til gruns for forskellige metoder (f.eks. Neighbour Joining, parsimoni, Likelihood og Bayesianske metoder)
-
Relatere modeller for DNA sekvensers og proteiners evolution til fylogenetiske metoder
-
Forklare statistiske tests for naturlig selektion på DNA og protein niveau
-
Forklare principperne bag komparative metoder og fylogenetiske metoders betydning for dette
-
Diskutere videnskabelige artikler der bruger fylogenetiske metoder på biologisk data
Bedømmelse
-
Mundtlig eksamen, 30 minutter, ingen forberedelse
-
7-trins-skala
-
Ekstern censur
