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<title>Phylogenomik</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Phylogenomik</h1>

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</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr">Phylogenomik ist ein Fachgebiet, das sich mit der Analyse von <a href="Stammbaum" title="Stammbaum">Stammbäumen</a> unter Verwendung von <a href="DNA-Sequenzierung" title="DNA-Sequenzierung">sequenzierten</a> <a href="Genom" title="Genom">Genomen</a> beschäftigt. Die Methoden der <a href="Phylogenetik" title="Phylogenetik">Phylogenetik</a> werden dabei auf Genome angewendet,<a href="#cite_note-Pennisi2008-1">[1]</a> teilweise auch auf per <a href="Reverse_Transkription" title="Reverse Transkription">reverser Transkription</a> erzeugter DNA aus <a href="Transkriptom" title="Transkriptom">Transkriptomen</a>.<a href="#cite_note-Cannon2016-2">[2]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

Die Phylogenomik dient der Vorhersage der Funktion eines unbekannten Proteins anhand ähnlicher Proteine mit bekannter Funktion durch einen Vergleich der <a href="DNA-Sequenz" class="mw-redirect" title="DNA-Sequenz">DNA-Sequenzen</a>. Weiterhin untersucht sie <a href="Abstammung" title="Abstammung">Abstammungen</a> und Verwandtschaftsbeziehungen, das Auftreten von <a href="Horizontaler_Gentransfer" title="Horizontaler Gentransfer">horizontalen Gentransfers</a><a href="#cite_note-Whitaker2009-3">[3]</a> und die <a href="Evolution" title="Evolution">evolutionäre</a> Entstehung von Genfamilien und den daraus entstehenden Proteinfamilien innerhalb einer <a href="Art_(Biologie)" title="Art (Biologie)">Art</a>.

Die Analyse erfolgt aufgrund der vergleichsweise großen zu vergleichenden Datensätze mit <a href="Bioinformatik" title="Bioinformatik">bioinformatischen</a> Methoden.<a href="#cite_note-Ong2016-4">[4]</a> Dabei verbessert die Analyse vieler Gene die <a href="Trennsch%C3%A4rfe_eines_Tests" title="Trennschärfe eines Tests">Teststärke</a>.<a href="#cite_note-Kumar2012-5">[5]</a> Die Methoden können in fünf Gruppen eingeteilt werden, auf verschiedenen Genen basierend, auf dem Inhalt des Gens basierend, auf der Anordnung der Gene basierend, K-string-basierend und auf <a href="Stoffwechselweg" title="Stoffwechselweg">Stoffwechselwegen</a> basierend.<a href="#cite_note-Wang2014-6">[6]</a> Während die meisten Methoden auf einer Zuordnung homologer Sequenzabschnitte (<a href="Sequenzalignment" title="Sequenzalignment">Sequenzalignment</a>) basieren, die mit zunehmender Länge und mit abnehmender Verwandtschaft der Sequenzen immer aufwändiger und letztlich, für den Vergleich ganzer Genome, unmöglich wird, ist die K-String-Methode zuordnungsfrei; später wurden eine Reihe weiterer Methoden ohne Alignment entwickelt, die teilweise mit geringerer Rechenleistung auskommen. Je nach gewählter Berechnungsmethode können gelegentlich aus dem gleichen Datensatz unterschiedliche Stammbäume erstellt werden.<a href="#cite_note-Philippe2005-7">[7]</a>

Bei den Analysen gibt es verschiedene Grundannahmen wie der Erhalt von Sequenzen über die Zeit, die Äquivalenz der Methoden bei Stammbäumen und der Evolution von Gen- bzw. Proteinfamilien, einfache <a href="Zellkern" title="Zellkern">zellkernlose</a> <a href="Zelle_(Biologie)" title="Zelle (Biologie)">Zellen</a> als Ursprung allen Lebens und den horizontalen Gentransfer als Ursache von Inkongruenzen bei Analysen verschiedener Gene (einschließlich der Entstehung von <a href="Endosymbiontentheorie" title="Endosymbiontentheorie">Endosymbionten</a>).<a href="#cite_note-Kurland2015-8">[8]</a><a href="#cite_note-Boussau2010-9">[9]</a>

Aufgrund von phylogenomischen Analysen wurde der Ursprung zellulärer Lebensformen auf etwa vor 2,9 Milliarden Jahre geschätzt.<a href="#cite_note-Seufferheld2013-10">[10]</a> Fast alle <a href="Photosynthese" title="Photosynthese">photosynthetisierenden</a> <a href="Eukaryoten" title="Eukaryoten">Eukaryoten</a> besitzen einen gemeinsamen Urvorfahren.<a href="#cite_note-Burki2008-11">[11]</a>

Phylogenomische Methoden sind z. B. die <a href="Genomsequenzierung" class="mw-redirect" title="Genomsequenzierung">Genomsequenzierung</a>, die <a href="DNA-Sequenzierung" title="DNA-Sequenzierung">Sequenzierung</a> der <a href="Ribosomale_DNA" title="Ribosomale DNA">rDNA</a>, das <a href="Multilocus_Sequence_Typing" title="Multilocus Sequence Typing">Multilocus Sequence Typing</a> und die <a href="Multilocus_Sequence_Analysis" title="Multilocus Sequence Analysis">Multilocus Sequence Analysis</a>. Evolutionäre Abstammungen sind in der Datenbank PhylomeDB verzeichnet.<a href="#cite_note-Huerta2014-12">[12]</a>

In der <a href="Virologie" title="Virologie">Virologie</a> sind heute bioinformatischen Methoden zur Bestimmung von Verwandtschaftsverhältnissen alleinbestimmend. Beispiele für solche Methoden sind <a href="Clusteranalyse" title="Clusteranalyse">Clusteranalyse</a>, ViPTree<a href="#cite_note-Nishimura2017-13">[13]</a> und VIRIDIC.<a href="#cite_note-Moraru2020-14">[14]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

Die Bezeichnung Phylogenomik wurde 1997 von Jonathan Eisen<a href="#cite_note-15">[15]</a> geprägt und umfasste ursprünglich nur die Vorhersage der Funktion eines Proteins anhand der Ähnlichkeiten von DNA-Sequenzen.<a href="#cite_note-Eisen1997-16">[16]</a> Im Jahr 1998 arbeitete er die Methodik dazu aus.<a href="#cite_note-Eisen1998-17">[17]</a> Die Entstehung von Proteinfamilien wurde 1965 von <a href="Emile_Zuckerkandl" title="Emile Zuckerkandl">Emile Zuckerkandl</a> und <a href="Linus_Pauling" title="Linus Pauling">Linus Pauling</a> beschrieben, etwa 35 Jahre vor den ersten sequenzierten Genomen.<a href="#cite_note-Zuckerkandl1965-18">[18]</a> Die Verwendung von Genomen zur Erstellung von <a href="Phylogenetischer_Baum" title="Phylogenetischer Baum">evolutionären Stammbäumen</a> als Teil der Phylogenomik wurde Anfang der 2000er Jahre begonnen<a href="#cite_note-Eisen2003-19">[19]</a> und 2005 zuerst umfassend beschrieben.<a href="#cite_note-Delsuc2005-20">[20]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Rob DeSalle: Phylogenomics. Garland Science, 2012, ISBN 978-1-135-03871-7 (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).</li>

<li>William J. Murphy: Phylogenomics. Humana Press, 2008, ISBN 978-1-58829-764-8 (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).</li>

<li>Marco Fondi: Bioinformatics of Genome Evolution: from Ancestral to Modern Metabolism Phylogenomics and Comparative Genomics to Understand Microbial Evolution. Firenze University Press, 2011, ISBN 978-88-6655-043-3 (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>)</li>

<li>A. Som: Causes, consequences and solutions of phylogenetic incongruence. In: Briefings in bioinformatics. Band 16, Nummer 3, Mai 2015, S. 536–548; <a href="https://doi.org/10.1093/bib/bbu015" class="extiw external" title="doi:10.1093/bib/bbu015">doi:10.1093/bib/bbu015</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24872401?dopt=Abstract">PMID 24872401</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

E. Pennisi: Evolution. Building the tree of life, genome by genome. In: Science. Band 320, Nummer 5884, Juni 2008, S. 1716–1717; <a href="https://doi.org/10.1126/science.320.5884.1716" class="extiw external" title="doi:10.1126/science.320.5884.1716">doi:10.1126/science.320.5884.1716</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18583591?dopt=Abstract">PMID 18583591</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

J. T. Cannon, K. M. Kocot: Phylogenomics Using Transcriptome Data. In: Methods in Molecular Biology. Band 1452, 2016, S. 65–80; <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1007/978-1-4939-3774-5_4">10.1007/978-1-4939-3774-5_4</a>. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27460370?dopt=Abstract">PMID 27460370</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

J. W. Whitaker, G. A. McConkey, D. R. Westhead: The transferome of metabolic genes explored: analysis of the horizontal transfer of enzyme encoding genes in unicellular eukaryotes. In: Genome biology. Band 10, Nummer 4, 2009, S. R36; <a href="https://doi.org/10.1186/gb-2009-10-4-r36" class="extiw external" title="doi:10.1186/gb-2009-10-4-r36">doi:10.1186/gb-2009-10-4-r36</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2688927/">PMC 2688927</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19368726?dopt=Abstract">PMID 19368726</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

Q. Ong, P. Nguyen, N. P. Thao, L. Le: Bioinformatics Approach in Plant Genomic Research. In: Current genomics. Band 17, Nummer 4, August 2016, S. 368–378; <a href="https://doi.org/10.2174/1389202917666160331202956" class="extiw external" title="doi:10.2174/1389202917666160331202956">doi:10.2174/1389202917666160331202956</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4955030/">PMC 4955030</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27499685?dopt=Abstract">PMID 27499685</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

S. Kumar, A. J. Filipski, F. U. Battistuzzi, S. L. Kosakovsky Pond, K. Tamura: Statistics and truth in phylogenomics. In: Molecular biology and evolution. Band 29, Nummer 2, Februar 2012, S. 457–472; <a href="https://doi.org/10.1093/molbev/msr202" class="extiw external" title="doi:10.1093/molbev/msr202">doi:10.1093/molbev/msr202</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3258035/">PMC 3258035</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21873298?dopt=Abstract">PMID 21873298</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

Z. Wang, Z. Xie, Y. Cai, K. Shu, F. Huang: Advances in phylogenomics. In: Yi chuan = Hereditas / Zhongguo yi chuan xue hui bian ji. Band 36, Nummer 7, Juli 2014, S. 669–678; <a href="https://doi.org/10.3724/SP.J.1005.2014.0669" class="extiw external" title="doi:10.3724/SP.J.1005.2014.0669">doi:10.3724/SP.J.1005.2014.0669</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25076031?dopt=Abstract">PMID 25076031</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

Hervé Philippe, Frédéric Delsuc, Henner Brinkmann, Nicolas Lartillot: Phylogenomics. In: Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. Band 36, 2005, S. 541–562, <a href="https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.35.112202.130205" class="extiw external" title="doi:10.1146/annurev.ecolsys.35.112202.130205">doi:10.1146/annurev.ecolsys.35.112202.130205</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

C. G. Kurland, A. Harish: The phylogenomics of protein structures: The backstory. In: Biochimie. Band 119, Dezember 2015, S. 284–302; <a href="https://doi.org/10.1016/j.biochi.2015.07.027" class="extiw external" title="doi:10.1016/j.biochi.2015.07.027">doi:10.1016/j.biochi.2015.07.027</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26234735?dopt=Abstract">PMID 26234735</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

B. Boussau, V. Daubin: Genomes as documents of evolutionary history. In: Trends in ecology & evolution. Band 25, Nummer 4, April 2010, S. 224–232; <a href="https://doi.org/10.1016/j.tree.2009.09.007" class="extiw external" title="doi:10.1016/j.tree.2009.09.007">doi:10.1016/j.tree.2009.09.007</a>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19880211?dopt=Abstract">PMID 19880211</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

M. J. Seufferheld, G. Caetano-Anollés: Phylogenomics supports a cellularly structured urancestor. In: Journal of molecular microbiology and biotechnology. Band 23, Nummer 1–2, 2013, S. 178–191; <a href="https://doi.org/10.1159/000346552" class="extiw external" title="doi:10.1159/000346552">doi:10.1159/000346552</a>. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23615204?dopt=Abstract">PMID 23615204</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

F. Burki, K. Shalchian-Tabrizi, J. Pawlowski: Phylogenomics reveals a new 'megagroup' including most photosynthetic eukaryotes. In: Biology letters. Band 4, Nummer 4, August 2008, S. 366–369; <a href="https://doi.org/10.1098/rsbl.2008.0224" class="extiw external" title="doi:10.1098/rsbl.2008.0224">doi:10.1098/rsbl.2008.0224</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2610160/">PMC 2610160</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18522922?dopt=Abstract">PMID 18522922</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

J. Huerta-Cepas, S. Capella-Gutiérrez, L. P. Pryszcz, M. Marcet-Houben, T. Gabaldón: PhylomeDB v4: zooming into the plurality of evolutionary histories of a genome. In: Nucleic acids research. Band 42, Database issue Januar 2014, S. D897–D902; <a href="https://doi.org/10.1093/nar/gkt1177" class="extiw external" title="doi:10.1093/nar/gkt1177">doi:10.1093/nar/gkt1177</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3964985/">PMC 3964985</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24275491?dopt=Abstract">PMID 24275491</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

Y. Nishimura, T. Yoshida, M. Kuronishi, H. Uehara, H. Ogata, S. Goto: ViPTree: the viral proteomic tree server. In: Bioinformatics, Band 33, Nr. 15, 2017, S. 2379–2380; <a href="https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btx157" class="extiw external" title="doi:10.1093/bioinformatics/btx157">doi:10.1093/bioinformatics/btx157</a>, PMID, 28379287 (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>). <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.genome.jp/viptree/">Weblink</a>.

</li>

Liliana Cristina Moraru, Arvind Varsani, Andrew M. Kropinski: VIRIDIC - A Novel Tool to Calculate the Intergenomic Similarities of Prokaryote-Infecting Viruses. In: Viruses. Band 12, Nr. 11, 6. November 2020, S. 1268; <a href="https://doi.org/10.3390/v12111268" class="extiw external" title="doi:10.3390/v12111268">doi:10.3390/v12111268</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7694805/">PMC 7694805</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/33172115?dopt=Abstract">PMID 33172115</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>). <a rel="nofollow" class="external text" href="http://kronos.icbm.uni-oldenburg.de/viridic/">Weblink</a>.

</li>

<li id="cite_note-15"><a href="#cite_ref-15">↑</a> <a href="Wikidata" title="Wikidata">Wikidata</a>: <a href="https://www.wikidata.org/wiki/Q2000017" class="extiw external" title="d:Q2000017">Jonathan A. Eisen</a> (Q2000017)?

</li>

Jonathan A. Eisen, D. Kaiser, R. M. Myers: Gastrogenomic delights: a movable feast. In: Nature medicine. Band 3, Nummer 10, Oktober 1997, S. 1076–1078; <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3155951/">PMC 3155951</a> (freier Volltext), <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9334711?dopt=Abstract">PMID 9334711</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

Jonathan A. Eisen: Phylogenomics: improving functional predictions for uncharacterized genes by evolutionary analysis. In: Genome research. Band 8, Nummer 3, März 1998, S. 163–167; <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9521918?dopt=Abstract">PMID 9521918</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

<a href="Emile_Zuckerkandl" title="Emile Zuckerkandl">Emile Zuckerkandl</a>, <a href="Linus_Pauling" title="Linus Pauling">Linus Pauling</a>: Evolutionary divergence and convergence in proteins. In: V. Bryson, H. J. Vogel: Evolving genes and proteins. Academic Press, New York 1965, S. 97–166 (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

Jonathan A. Eisen, Claire M. Fraser: Phylogenomics: Intersection of Evolution and Genomics. In: Science. 300, 2003, S. 1706–1707 (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

F. Delsuc, H. Brinkmann, H. Philippe: Phylogenomics and the reconstruction of the tree of life. In: <a href="Nature_Reviews_Genetics" title="Nature Reviews Genetics">Nature Reviews Genetics</a>. Band 6, Nummer 5, Mai 2005, S. 361–375; <a href="https://doi.org/10.1038/nrg1603" class="extiw external" title="doi:10.1038/nrg1603">doi:10.1038/nrg1603</a>. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15861208?dopt=Abstract">PMID 15861208</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a>).

</li>

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