Диссертация

В настоящее время нуклеотидные и аминокислотные последовательности используются для реконструкции филогении чаще, чем морфологические признаки. Использование молекулярных признаков позволяет преодолевать ошибки в систематике и таксономии, а также сравнивать между собой организмы высоких таксономических рангов даже при отсутствии у них сопоставимых морфологических признаков. Митохондриальная ДНК является популярным маркером для филогенетических исследований благодаря таким уникальным особенностям, как множественная копийность в отдельных клетках, относительно малый размер генома, преимущественное наследование по материнской линии без рекомбинации и высокая частота нуклеотидных замен. Митохондриальные гены отличаются высокой консервативностью набора в сочетании с высокой частотой мутаций и наличием как консервативных, так и вариабельных сайтов, что упрощает подбор праймеров и обеспечивает значимый филогенетический сигнал. В данной работе проведено изучение структурных и эволюционных особенностей быстро эволюционирующих (дивергентных) митогеномов беспозвоночных животных и исследована применимость различных типов анализа молекулярных данных для поиска родственных связей на основе митохондриальной ДНК. Были использованы молекулярно-генетические (секвенирование ДНК и РНК, обработка ДНК рестриктазами и нуклеазами), биоинформатические (аннотация митогеномов, определение первичных и вторичных нуклеотидных последовательностей, анализ порядка генов, филогенетический анализ, анализ синапоморфий) и статистические методы научного исследования. Было аннотировано восемь митохондриальных геномов беспозвоночных животных: киноринх (Echinoderes svetlanae и Pycnophyes kielensis), ортонектид (Intoshia linei), дициемид (Dicyema sp.) волосатиков (Gordionus alpestris, Gordionus wolterstorffii, Gordius sp. и Chordodes sp.). Полученные данные были использованы для предсказания аминокислотных последовательностей кодируемых белков, тРНК и рРНК, а также проведения филогенетического анализа. Полученные результаты расширяют выборку доступных для анализа последовательностей митохондриальных геномов беспозвоночных животных, в том числе предсказанных аминокислотных последовательностей митохондриальных белков и вторичных структур тРНК. Найден метод оценки частот гомоплазии одиночных аминокислот и порядка митохондриальных генов с применением базы данных RefSeq. Показано, что вероятность независимого появления одинаковых аминокислот в митохондриальных белках, оцененная по базе данных RefSeq, может быть применена в филогенетическом анализе. Применение модели сайт-специфичных замен (САТ) в филогенетическом анализе позволило снизить или преодолеть эффект притяжения длинных ветвей (LBA). Синапоморфии одиночных аминокислот и порядка расположения митохондриальных генов могут применяться как дополнительный метод при анализе родства даже в случае сильно дивергированных последовательностей. Ортонектиды и дициемиды не группируются в монофилетичный таксон Mesozoa.