Anteriormente se presentó una revisión de los métodos y de los resultados directos del estudio de la participación de la selección a nivel molecular, pero en la práctica ¿cómo determinamos el cociente dN/dS y cómo aplicamos las distintas pruebas estadísticas para probar que existe selección positiva en una muestra de secuencias de nucleótidos o amino ácidos? y ¿cómo realizamos reconstrucciones filogenéticas?
Existen varios paquetes de programas computacionales cuyo objetivo principal es el análisis y la determinación de distintos parámetros evolutivos, y que incluyen también la mayoría de las pruebas estadísticas necesarias en cualquier estudio de genética. A continuación describo cinco de los principales paquetes utilizados en la mayoría de los trabajos que descritos en el presente capítulo y en la literatura científica.
PAML (Phylogenetic Analysis by Maximum Likelihood) Su autor es Ziheng Yang y se encuentra accesible de forma gratuita por la red en la siguiente dirección : abacus.gene.ucl.ac.uk/software/paml.html. La versión actual es la 3.13 (agosto de 2002). Puede ser instalado en computadoras con sistema operativo Windows 95/98/2000/NT , PowerMac y Unix. La mayoría de los trabajos de estudio de selección positiva usan este paquete, que incluye los siguientes programas y tipos de análisis:
• Baseml. Análisis bajo el modelo de máxima verosimilitud, cálculo de topologías de árboles filogenéticos, cálculo de largo de las ramas y pa- rámetros de sustitución bajo varios modelos evolutivos (Jukes y Cantor, Kimura-2, etc.), análisis de reloj molecular, reconstrucción de secuencias ancestrales, etc.
• Basemlg. Lo mismo que el anterior sólo que incluye el modelo de distri- bución del parámetro gamma.
• Codonml. Análisis de máxima verosimilitud de secuencias codificantes usando modelos de sustitución de codones (Goldman y Yang, 1994), uso de
codones, cálculo de tasas de sustitución sinónimas y no-sinónimas, prueba estadística de selección positiva basado en cociente dN/dS, reconstrucción de secuencias de codones ancestrales.
• aaml. Análisis de máxima verosimilitud de aminoácidos bajo varios mode- los (Poisson, Dayhoff, etc), cálculo de reloj molecular, parámetro gamma, y reconstrucción de secuencias de aminoácidos ancestrales.
• Pamp. Análisis basados en parsimonia.
• Mcmctree. Estimación de filogenias de secuencias de ADN por método Bayesiano, cálculo de probabilidades posteriores por método de Monte Carlo.
• Yn00. Método descrito por Yang y Nielsen (2000), incluye Nei-Gojobori (1986).
HYPHY (Hypothesis testing using phylogenies)
Fue desarrollado por Sergei Kosakovski y Spencer Muse, sigue siendo la versión piloto, los autores no han liberado una versión formal final, pero se puede obtener de forma gratuita desde la siguiente dirección: 222.hyphy.org. La ver- sión es la .95 beta. Se puede instalar en computadoras con sistema operativo Windows 95/98/2000/NT, MacOX y Unix. Algunos de los análisis que incluye son: análisis de uso de codones, frecuencia de nucleótidos y aminoácidos, aná- lisis de agrupamiento, comparación entre distintos modelos con parámetros W diferentes basados en los trabajos de Yang et al. (Goldman y Yang, 1994; Nielsen y Yang, 1998; Yang y Nielsen, 2000; Yang y Bielawski, 2000), análisis de reloj molecular, descomposiciones de estrella, análisis de topología.
Este paquete de programas es muy accesible a los usuarios, con ventanas muy claras y un tutorial muy completo. Por otra parte es una forma más sen- cilla de aproximarse a los mismos modelos de Yang et al. (Goldman y Yang, 1994; Nielsen y Yang, 1998; Yang y Nielsen, 2000; Yang y Bielawski, 2000) que en el programa de PAML parecen un poco más complicados y tienen menos instrucciones sobre su uso.
MEGA (Molecular Evolutionary Genetics analysis) Desarrollado por Sudhir Kumar (Kumar et al., 2000). Se puede bajar de forma gratuita a través de la siguiente dirección: www.megasoftware.org. La versión actual es la 2.0. Se puede instalar en computadoras con sistema operativo Windows 95/98/2000/NT, para Macintosh sólo si tiene un emulador de PC y
para SUN Workstation con Softwindows 95. No posee un límite de tamaño y número de secuencias, éste estará dado por la capacidad de la computadora, lo que lo hace muy adecuado incluso para el análisis de genomas completos.
Una gran innovación de este programa es que posee un editor de textos que es muy fácil de usar, sin límite al número y tamaño de secuencias y que nos permite agregar la extensión necesaria para el uso de otros formatos para otros programas, cualquier formato es muy fácil de convertir en MEGA pues tiene un transformador integrado. Es bastante completo en cuanto al tipo de análisis que desarrolla, incluye: cálculo de distancias genéticas, construcción de genealogías bajo todos los modelos evolutivos existentes, incluye dos pruebas de selección, una de neutralidad (Tajima D), determi- nación de contenidos de GC, frecuencias de aminoácidos y uso de codones, determinación de tasas de sustitución por método de Nei-Gojobori y método modificado de Kumar.
DNASP
Desarrollado por Rozas y Rozas (1999), este es uno de los mejores paquetes; su única limitante es el número de nucleótidos que puede analizar, aproxima- damente 16,000 pares de bases, que para fines prácticos es bastante amplio pero no muy adecuado para estudios a nivel genómico. La versión actual es la 3.98.6. Incluye los siguientes análisis: varias pruebas de neutralidad como Hudson-Kreitman-Aguadè (HKA), Tajima, McDonald y Kreitman; análisis de coalescencia, polimorfismo de ADN, varias pruebas de uso de codones, determinación de tasas de sustitución por el método de Nei-Gojobori, flujo génico, desequilibrio de ligamiento y recombinación.
Se puede acceder de manera gratuita en la red a través de la siguiente dirección: www.ub.es/DNAsp/ y se puede instalar para sistema operativo Windows 95/98/2000/NT y en Macintosh si tiene un simulador de PC como Softwindows.
PHYLIP (Phylogeny inference package)
Creado por Joe Felsenstein (Felsenstein, 1993), se puede bajar en el siguiente sitio: //evolution.genetics.washington.edu/phylip.html/. Este paquete es uno de los pioneros en el análisis de evolución molecular y construcción filogenética, que además de incluir métodos de distancia como el vecino más cercano (NJ) y Máxima Verosimilitud, incluye el método de parsimonia.
El autor fue el primero en aplicar máxima verosimilitud al análisis genético y casi todos los trabajos que lo utilizan derivan de su método. Es un buen sitio para consultar qué otros programas de análisis evolutivo existen dependiendo de qué modelos se quieren utilizar. El autor lo mantiene muy actualizado, es bastante descriptivo y uno de los más utilizados en cualquier estudio filoge- nético. Se puede instalar en casi cualquier plataforma Windows en todas sus versiones, Macintosh y UNIX.
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