Wie können zwei biologische Sequenzen alles andere als homolog sein?

Wenn wir die Homologie zwischen zwei Nukleotidsequenzen als eine Ja/Nein-Antwort darauf betrachten, ob sie eine gemeinsame Ahnensequenz haben, wie können dann zwei biologische Sequenzen alles andere als homolog sein, wenn man bedenkt, dass alle Lebewesen gemeinsame Vorfahren haben und Sequenzen von Lebewesen getragen werden? ?

Eine Möglichkeit, die mir einfällt, ist vielleicht die natürliche Transformation in Bakterien – aber trotzdem müssen die aufgenommenen DNA-Sequenzen aus einer biologischen Quelle stammen.

(Ich gehe davon aus, dass es möglich sein muss, dass es Sequenzen gibt, die nicht homolog sind, da sonst nicht darauf hingewiesen werden müsste, welche Dinge homolog sind, dh ich gehe davon aus, dass das Konzept der Sequenzhomologie nicht so weit verbreitet wäre so wie es jetzt ist)

Es gab einige Diskussionen über meine Behauptung, dass Homologie einen booleschen Wert annehmen sollte. Wie ich in den Kommentaren gesagt habe, verweise ich dafür auf Inkpen, SA & Doolittle, WF Js „Molecular Phylogenetics and the Perennial Problem of Homology“ in Mol Evol (2016), S. 187.

Dennoch herrscht allgemeines Verständnis darüber, dass das Verschmelzen des Ausmaßes der Ähnlichkeit mit dem Schluss auf gemeinsame Abstammung immer ein Missbrauch des Konzepts ist – dass es so etwas wie „prozentuale Homologie“ nicht geben kann.

„Wenn wir die Homologie zwischen zwei Nukleotidsequenzen als Ja/Nein-Antwort darauf betrachten, ob sie eine gemeinsame Ahnensequenz haben …“ Aber das tun wir nicht. Wenn Sie der Meinung sind, dass dies der Fall ist, nennen Sie bitte eine Quelle, die diese Idee unterstützt. Tatsächlich stellen Sie keine echte biologische Frage, sondern spielen mit Worten, um eine philosophische Meinung auszudrücken, die nicht Gegenstand dieser Liste ist.
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da es im Sinne dieser Liste nicht um Biologie geht.
@David Ich beziehe mich auf Inkpen, SA & Doolittle, WF Js „Molecular Phylogenetics and the Perennial Problem of Homology“ in Mol Evol (2016), S. 187. Zitieren des Artikels: „Trotzdem gibt es ein allgemeines Verständnis, dass das Ausmaß zusammengeführt wird der Ähnlichkeit und der Schluss auf gemeinsame Abstammung ist immer ein Missbrauch des Konzepts – dass es so etwas wie ‚prozentuale Homologie‘ nicht geben kann.“
@David Ich möchte betonen, dass ich nicht meine Meinung behaupte. Vielmehr nenne ich meine Prämissen, die zu meiner Schlussfolgerung geführt haben. Auf diese Weise hoffe ich, diese Prämissen zusätzlich zur eigentlichen Frage dem Q&A zugänglich zu machen, um ein XY-Problem zu vermeiden. Ich stimme nicht zu, dass ich „mit Worten spiele“. Ich glaube wirklich, dass es Situationen geben kann, in denen nicht-homologe Sequenzen erzeugt werden können – nur dass ich noch nicht an sie gedacht habe.
@ning Sie sollten Ihre Frage bearbeiten und dort neue Informationen einfügen. Das Papier/Zitat zum Beispiel könnte in den Kommentaren vergraben oder später sogar gelöscht werden ...
@ning - Es gibt möglicherweise keine "prozentuale Homologie", daher lautet die verwendete Terminologie (soweit ich mich erinnere) "prozentuale Identität". Sie könnten argumentieren, dass Identität wie Schwangerschaft ist – alles oder nichts – aber eine Metrik des Prozentsatzes von Aminosäuren, die identisch (oder „ähnlich“) sind, ist möglich, nützlich und wird verwendet. Es ist die Grundlage statistischer Vergleiche (die ich persönlich nicht verstehe), die es einem ermöglichen, einen Konfidenzwert auf zwei Sequenzen zu setzen, die "verwandt" sind. Wenn Ihnen der Begriff homologe Sequenzen nicht gefällt, können Sie „verwandt“ oder „strukturell verwandt“ verwenden (um evolutionäre Implikationen zu vermeiden).

Antworten (1)

Homologie ist in diesem Zusammenhang gerade wegen der gemeinsamen Abstammung immer eine Frage des Grades . Homologiemaße werden oft in Form von "prozentualer Homologie" (oder häufiger "prozentualer Ähnlichkeit" als Beweis für Homologie) oder einem anderen Maß angegeben, das die Darstellung dieses Grades ermöglicht .

Um zu verdeutlichen, warum dies sinnvoll ist, denken Sie an eine Rezeptorfamilie. In einem vorhandenen Organismus haben Sie möglicherweise 3 Rezeptoren, die alle homolog sind. Wenn jedoch die Rezeptoren 2 und 3 einander ähnlicher sind als Rezeptor 1, dann können Sie einige bessere Annahmen über die Entwicklungsgeschichte der Rezeptoren 1 bis 3 treffen, dass es wahrscheinlich einen "gemeinsamen Vorfahrenrezeptor" für beide 2 gibt und 3. Es gibt mehr "Informationen", wenn Sie den Grad der Homologie betrachten und nicht nur ihre Existenz.

An einigen Extremen könnten Sequenzen so unterschiedlich sein, dass sie, selbst wenn sie eine Abstammungslinie teilen, jetzt so weit voneinander abweichen können, dass sie nicht mehr von unabhängigen Sequenzen unterscheidbar sind. Selektiver Druck verhindert jedoch eine solche vollständige Reorganisation in Schlüsselsequenzen, und so kann zumindest eine gewisse Homologie über sehr entfernt verwandte Organismen hinweg aufrechterhalten werden.

Was die Entscheidung betrifft, was "homolog" oder "nicht homolog" ist, ist dies eine Art willkürliche Schwelle, die vom Beweisniveau und dem Zweck der Anerkennung der Homologie abhängt.

Interessant ist, dass Sie nach Homologiegraden argumentieren . Mir wurde beigebracht, dass Homologie streng binär oder bestenfalls wahrscheinlich beantwortet wird und niemals als Grad. Ein Ähnlichkeitsgrad kann eine Wahrscheinlichkeit (aber keinen Grad) einer Homologie abschätzen. Ehrlich gesagt bin ich nicht damit einverstanden, Homologie in Graden zu betrachten, aber dann würde Ihre Antwort keinen Sinn ergeben, wenn ich es nicht tue. Vielleicht könnten Sie erläutern, warum Homologie in Graden gedacht werden sollte?
@ning Es hängt alles davon ab, was Ihre Ziele sind. Ich habe einen Absatz hinzugefügt, hilft das überhaupt?
@BryanKrause Ich halte es für wichtig zu betonen, dass Homologiegrade, dargestellt durch prozentuale Ähnlichkeit, eine sehr fehlerhafte Metrik sind, da Homologiegrade in gewissem Sinne diskret sind und durch Grade gemeinsamer Abstammung bestimmt werden. Siehe zum Beispiel Smith & Pease, 2017
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