Ana Laura Almeida Dos Santos

Ensaio Opcional (10/03/17)

O dogma central da Biologia, ao qual se refere Crick (1970), postula que há sempre um processo de transmissão de informação nos sistemas biológicos à nível molecular. Atrelando a este dogma a transmissão da informação com modificação, chegamos a definição de evolução de Charles Darwin, onde se estabelecem as bases de toda a Biologia. A partir dessa concepção podemos entender a Biologia de forma ampla e inferir reconstruções históricas dos organismos vivos também com dados moleculares, e não só com caracteres morfológicos, que podem apresentar limitações consideráveis para esta finalidade.

Correção pelo José Serrano

Gostei da relação que você fez das ideias do Darwin com o Crick, mas no ponto que você disse que o conceito de evolução do Darwin seria a base da biologia é um pouco "arriscado", a biologia evolutiva é só um ramo da biologia como ciência. Concordo com você na sua afirmação que os dados moleculares ajudam nas nas reconstruções históricas de diversos grupos, mas as limitações da morfologia dependem muito da pergunta que você está fazendo. Bom ensaio.

Ensaio 1 (17/03/17)

A perda acelerada de biodiversidade e a necessidade de considerá-la em muitos estudos, mesmo se tratando de espécies ainda não descritas, pressiona cientistas a encontrarem soluções para esse descompasso. A solução apresentada por Vieites et al., 2009 consiste na elaboração de categorias para alocar a biota pendente de descrição formal. As categorias referem-se a candidatas a espécies: (I) bem delimitadas por dados moleculares e por pelo menos mais uma fonte de dados; (II) delimitadas por dados moleculares, mas outras fontes de dados que confirmem esta condição são ausentes; e (III) espécies delimitadas molecularmente e, na presença de outras fontes de dados, não é possível diferenciá-las. A aplicação destas categorias, apesar da permanência na condição de espécies pendentes de descrição, é uma forma de considerar a riqueza de espécies de forma rápida, principalmente em tempos em que perdemos a biodiversidade de forma muito mais acelerada que nossa capacidade de descrevê-la.

Ensaio 2 (24/03/2017)

A Teoria Neutra da Evolução Molecular desenvolvida por Kimura (1968) trata da modelagem das taxas de substituição de nucleotídeos relacionadas as proteínas resultantes. Cálculos de taxas de substituição de pares de bases resultaram em um número muito maior que o esperado. Kimura notou também que muitas das mutações em fragmentos de DNA não resultavam em alterações nas proteínas relacionadas. Esses eram indícios de que a maioria das mutações resulta em evolução neutra ou quase neutra. Essa elevada taxa de mutação neutra mostra que a deriva genética estocástica tem papel fundamental na formação da estrutura genética das populações.

Correção por Jorge

A sentença tópico poderia ser mais clara e precisa. A modelagem das taxas de substituição é apenas uma ferramenta de estudo e não explica a teoria. Isso enfraquece a sentença tópico. Acho que aqui o ponto principal é destacar como a Teoria Neutra oferece um arcabouço explanatório para divergências nucleotídicas e presença de elementos neutros ou quase-neutros. Desse modo o parágrafo pode começar mais forte e preciso. ;)
Como comentado em aula, a autoridade do estudo deve estar limitada como referência entre parênteses. Os fatos devem explicitados de forma objetiva, evitando "contação de história". Por exemplo, as demais orações podem ser introduzida como fatos (o que elas são), para depois indicar como serviram de evidência para formulações da teoria neutra. Finalmente, a última sentença parece muito boa, com tom conclusivo, porém "deriva genética estocástica" é redundante. Só "deriva genética" seria suficiente ou então "processos estocásticos". Espero que tenha ajudado =)

Ensaio 3 (31/03/2017)

Evolutionary process and effective population size

Público alvo: Estudante de biologia e áreas correlatas

The effective population size (Ne) is extremely important to understanding the evolutionary processes witch a population is evolved. The Ne corresponding to the number of individuals that contributing for the next generation, so this represent a lower number of individuals when we compare with the real total size of the population. In a small size population the fixation or deletion of mutations occurs basically through the genetic drift process. However, in a big population the genetic drift continues to existing, but with less force, and the changes environments have bigger influence on the maintenance or eliminate of biological mutations. So, through the effective population size we can to infer if the principal evolutionary process that is occurring with determinate population is genetic drift or natural selection.

Corrigido por Marcos

- Sua 1° frase é boa (topic sentence).
- Suas frases são claras e curtas, isso é bom.
- Sugestão: acho que seu ensaio ficaria ainda melhor se você inclui-se uma frase explicando o que é deriva genética. Isso pq você fala de deriva em alguns momentos do ensaio, mas não o caracteriza.

Ensaio 4 (05/05/2017)

Learning about basic information in phylogenetc trees

Público alvo: Teachers of basic education system.

The central paradigm of evolutionary biology is the assumption that all organisms are linked by common ancestor on their different degrees of relations. This conception is largely represented by phylogenetic trees. Despite, initial students of evolution generally do not understand the signification and the information which contained in the trees. The process of teaching is important to resolve this intellectual deficit about those tools which the students will by users. The phylogenetic tree represents the relationship of any taxa integrating the evolution concepts. The basic and general information contained on this tools is that the final branches represent the live taxa agroupaments and the nodes represent an ancestor that originated at least two new species or others taxa level. We accept that the characteristics are raised only one time on the evolutionary history and it is fixed on new descendent species or lost. However, we recognize also the independent origin of traits in few cases. This is the more parsimonious explanation about the evolution processes, considered better by the scientific community. Those ideas of more parsimonious explanation (more common cases) and independent origins of similar characters allow the students to understand the differences and similarity and relationship in a phylogenetic tree.

Correção Maila:

- Não entendi muito bem a frase: " initial students of evolution generally do not…" seria alunos em inicio de curso de evolução?, talvez trocar por students in initial level in evolution
- Na frase: "…an ancestor that originated at least two new species or others taxa level." substituiria New species or other por two new lineages, mas curto e simples
Faltaram as referencias
fora esses detalhes o texto está claro e objetivo

Ensaio 5 (12/05/2017)

Similarity estimates by the UPGMA method

Público alvo: Studants of Biology

The origins of phylogenetic reconstruction activities occurs initially through the distance methods. This methods are currently little usual by many phylogeneticists. With this methods the trees are reconstructed purely by similarity. The UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean) is one of the more known methods of distance and was largely useful, principally by its simplicity and facility to application [1]. The UPGMA method is based on comparing nucleotides sequences pairwise and attributing numerical values to found mutations between this sequences. The next step is including this absolute values in a numerical matrix. This matrix is denominate matrix of distance. The value calculated at to pairwise of sequence is considered only one and for there is attributed value of the average of the original value between this sequences. This process is reproduced for the next sequences of the data set. The distance between sequences is calculated always starting from the minor value. This characterize the heuristic search of the tree. UPGMA assume that the evolutionary rates for all lineages are ever equal [2]. From This analysis the results are unrealistic ultra metric trees. The knowledge that the biological systems is not this way made many people stop using this method. However, for taxa that posses resembling evolutionary rate, UPGMA can offer acceptable results [1].

References:
[1] Russo CA de M, Miyaki CY, Pereira SL. Reconstrução filogenética: métodos geométricos. In: Biologia molecular e evolução. Ribeirão Preto: Holos; 2012.
[2] Michener, C.D., Sokal, R.R. (1957): A quantitative approach to a problem of classification. Evolution, 11:490–499.

Análise por Livia Moura

  • Atente-se na conjugação das suas frases. (ex: (1)The origins … occurs; (2) This methods). Foi um erro recorrente.

Ensaio 6 (19/05/2017)

Máxima Verossimilhança como critério de otimalidade

Público alvo: Estudantes de graduação em Biologia e áreas correlatas

A Máxima Verossimilhança é o critério de inferência filogenética atualmente mais utilizado. Este critério de otimalidade consiste basicamente em estimar a likelihood de um conjunto de dados representarem um processo histórico verídico. Este critério é principalmente aplicado a dados moleculares. Assume-se que os caracteres moleculares são independentes entre si. Este método requer o uso de um modelo evolutivo. Quando se usa sequências de DNA, o método utiliza a probabilidade (L) de acordo com o modelo evolutivo (O), que uma dada topologia (T) e o comprimento de seus ramos (B) expliquem a evolução das sequências (D). As variáveis a serem estimadas são os comprimentos dos ramos e os parâmetros do modelo evolutivo. Os modelos evolutivos diferem entre si no que consideram. Os alguns modelos consideram, entre outras coisas, frequência de nucleotídeos, taxa de evolução dos nucleotídeos e os mais realistas consideram também a variável tempo. Os modelos mais realistas garantem que as análises feitas através do critério de Máxima Verossimilhança chegarão tão próximas a realidade, quanto o conjunto de dados analisados permitirem.

Correção José Serrano Villavicencio:

Gostei muito do jeito em que você resumiu a ideia de Maximum likelihood. Acho que não tenho nenhum comentário de fundo ou conceitual do seu ensaio, mas a unica recomendação seria manter os termos bem em inglês ou português para deixar o texto mais uniforme.

Ensaio 7 (26/05/2017)

Escolha de modelos evolutivos em Máxima Verossimilhança

Público alvo: Estudantes de graduação em Biologia e áreas correlatas

Análise filogenética a partir do critério de Máxima Verossimilhança necessariamente exige o uso de um modelo evolutivo. Existem algumas dezenas desses modelos, e para escolher um entre eles deve-se conhecer como modelam a realidade. Todos os modelos são uma redução da realidade e alguns são úteis a casos específicos dos dados. A escolha do modelo evolutivo depende basicamente de quantos parâmetros se deseja estimar. Entre os parâmetros que são estimados em modelos, temos a frequência de bases (F), sítios invariáveis (I) e variação de taxas entre sítios (Gamma). Alguns modelos mais parametrizados, como o GTR, incluem também o fator tempo nas estimativas. Para estimar qual o melhor modelo evolutivo, usa-se uma árvore, que pode ser de distância, como de Neighbor Joining, por exemplo. A árvore utilizada deve ser boa, mas não necessariamente correta. Uma árvore correta e uma árvore boa estimam corretamente o mesmo modelo. Sendo assim, é necessário se ter uma árvore quase boa para estimar os parâmetros do modelo, a partir do qual se infere a árvore verdadeira. A escolha correta do modelo de acordo com os dados é fundamental para se obter bons resultados em Máxima Verossimilhança.

Correção: Rosana Cunha

Gostei do texto Ana Laura, está bem claro, objetivo e com as ideias bem conectadas. Sua "topic sentence" foi bem construída e toda sua argumentação gira em torno dela. Você utiliza frases curtas e telegráficas, mas usa conectivos que facilitam a compreensão do leitor. Abaixo coloco algumas considerações, ok. Espero que ajudem!
- "Análise filogenética a partir do critério de Máxima Verossimilhança, necessariamente, exige o uso de um modelo evolutivo." (entre vírgulas)
- "Existem algumas dezenas desses modelos, e para escolher…" ( não sei se esta vírgula antes do "e" está correta em português, é uma construção bastante utilizada no inglês)
- esse "modelam" na segunda linha ficou um pouco repetitivo, teria algum sinônimo?
- "correta" e "corretamente" na mesma sentença, mesma sugestão acima
- "árvore verdadeira"? (esse verdadeira me incomodou um pouco, não sabemos se ela é a verdadeira, é uma hipótese de melhor relacionamento a partir dos dados analisados)
- "A escolha correta do modelo, de acordo com os dados, é fundamental…" (entre vírgulas)

Ensaio 8

A escolha de árvores filogenéticas a partir dos critérios de Parcimônia e Máxima Verossimilhança não depende apenas de calcular a quantidade de passos ou likelihood, respectivamente. Primeiramente são realizadas buscas em um espaço de árvores. O espaço de árvores corresponde ao espaço aonde encontram-se todas as árvores possíveis para determinado conjunto de dados. Este espaço é dividido em ótimo e subótimo, ou ótimo global e ótimo local, nessa ordem. As melhores árvores estarão na região ótima globa, representadas por um pico de montanha que confere maior valor a árvore. Os métodos de busca não permitem a exploração de todo o espaço de árvore, o que seria computacionalmente impossível. Há então algumas estratégias de busca, que basicamente exploram aleatoriamente alguns pontos desse espaço. Esses algoritmos encontram a melhor árvore possível, que pode não ser a ótima. Essa possibilidade de não encontrar a árvore ótima se deve ao fato de os algoritmos conseguirem analisar um espaço muito limitado a sua volta. Geralmente os programas de análise filogenética iniciam a busca com uma árvore feita por algum método de distância. Essa árvore não é boa o suficiente para atingir o pico da montanha, mas atinge uma região em torno da montanha. O local dessa árvore serve como local de início para os algoritmos de busca. Os algoritmos mudam seus parâmetros a procura do melhor valor, que o levará ao topo da montanha. O mais comum e rápido de se usar é o NNI, que vai calculando melhores valores e não retorna em valores melhores. Há uma implicação importante nisso. Se ele atingir o pico de um morro, que não for o maior morro, não vai descer para encontrar outro morro melhor. Sendo assim, a árvore não será ótima, mas sim subótima e não terá como saber disso. Os parâmetros dos critérios de otimalidade são calculados nos valores aonde os algoritmos de busca pararam. A partir daí, são construídas as árvores. Há outros algoritmos que tem uma capacidade melhor para alcançar locais ótimos, como o TBR e o SBR, por exemplo. Depois dessas buscas, consideradas grosseiras, é feito o refinamento. Um dos principais algoritmos de refinamento é o Ratchet, que, como os demais, perturba o sistema para encontrar a melhor resposta possível. Entender estes mecanismos de busca é entender a importância e atenção que se deve ter ao escolher algoritmos para obter os melhores resultados possíveis.

Ensaio 9 (09/06/2017)

Público alvo: alunos de graduação em biologia e áreas correlatas

Relógio molecular: implicações

O paradigma do relógio molecular assume a premissa de que as substituições homólogas alélicas ocorrem em intervalos regulares. No entanto isso não é uma verdade absoluta. Atualmente sabe-se que há diferenças nas taxas de substituição de nucleotídeos entre as regiões de um mesmo gene em um indivíduo. As regiões não codificantes do genoma teriam uma taxa de mutação maior que nas regiões codificantes. A explicação mais plausível é a de que as regiões não codificantes aparentemente não desempenham função no organismo e, portanto, não há forte seleção sobre essas regiões. Isso significa que quanto maiores as restrições funcionais, menores são as taxas de mutação. Assim sendo, o relógio molecular também assume que dentro das regiões codificantes há variação entre as taxas de evolução entre sítios sinônimos e não sinônimos. Há uma aceitabilidade de que as taxas de evolução de sítios sinônimos são muito mais frequentes que nos sítios não sinônimos. No entanto, se a mutação em sítio não sinônimo for deletéria, a mutação será eliminada. Essa situação torna o relógio molecular ineficiente para detectar taxas de evolução nesse caso específico. Outra questão é a de que linhagens evolutivas diferentes evoluem com taxas de evolução diferentes entre si. A taxa é constante dentro da mesma linhagem, mas pode ser, e geralmente é, diferente quando comparada a outras linhagens. A concepção de relógio molecular como um medidor de divergências entre linhagens, apenas considerando o tempo transcorrido, também apresenta críticas. Autores pensam que o melhor é medir em gerações, outros dizem que as taxas dependem também do tamanho corpóreo dos indivíduos, da temperatura corpórea e das taxas metabólicas. Indivíduos menores e com taxas metabólicas mais aceleradas teriam taxas de evolução maiores. Para muitas dessas questões há maneiras de calibrar o relógio molecular. Isso possibilita o uso mais acertado desta importante ferramenta nas análises filogenéticas de grupos diversos.

Ensaio 10 (20/06/2017)

Público alvo: Ministrante da disciplina

A disciplina tem uma estrutura muito boa, que apresenta brevemente o assunto da aula e abre para discussão com os alunos. O professor é bem aberto as dúvidas e comentários dos estudantes. Isso é muito bom porque conseguimos visualizar a aplicação dos conceitos em nossos projetos de pesquisa com mais clareza ou em possibilidades futuras de trabalhos relacionados. Algo importante, e que há, é a indicação prévia de leitura, no entanto, seria muito melhor se os textos fossem disponibilizados com mais antecedência, como por exemplo, na sexta-feira à noite, para a aula da semana seguinte, possibilitando leitura também nos finais de semana.
Aprendi muitos conceitos que me permitem tomar decisões embasadas para realizar análises filogenéticas. No entanto, não conseguimos ser totalmente autônomos se nos falta conhecimento de parte importante, como por exemplo, o critério de Bayesiana, o qual não uso porque desconheço, e não porque não concorde com ele. Seria desejável tratar mais sobre este critério.
Algo que não sabia e não imaginava, era a importância da deriva genética em populações pequenas. Não me questionava sobre essas coisas e tinha sempre em mente que a seleção natural dominava tudo na natureza. Bom… aprendi muitas coisas. Gostaria de ter discutido oralmente mais em aula sobre os temas tratados, pois deixava a aula acabar e não tirava dúvidas sobre os seminários, por exemplo. A minha dificuldade em expressão oral é algo que melhora muito pouco em um largo espaço de tempo (anos). Sobre minha auto avaliação, li tudo o que pude, frequentei todas as aulas e realizei todas as atividades. Pela falta de expressividade oral me dou nota 0.9.

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