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第五章--序列的同源比较及分子系统学和分子进化分析(0)

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序列的同源性比较及分子系统学和分子进化分析

序列的同源性比较及分子系统学和分子进化分析

在cdd库里面找 库里面找 到两个保守区域， 到两个保守区域， 点击可以进入
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图形结果
分析过程（ 分析过程（七）
匹配序列列表
分析过程（ 分析过程（八）
具体匹配情况
其他的序列相似性搜索工具 －FastA
FastA算法是由 算法是由Lipman和Pearson于1985年 算法是由 和 于 年 发表的（ 发表的（Lipman和Pearson，1985）。 和 ， ）。 FastA的基本思路是识别与代查序列相匹 的基本思路是识别与代查序列相匹 配的很短的序列片段，称为k-tuple。 配的很短的序列片段，称为 。 以下链接是EBI提供的 提供的fasta服务。 服务。 以下链接是 提供的 服务 /fasta
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带有genbank的链接，点击可以进入 的链接， 带有 的链接 相应的genbank序列 相应的 序列
各个参数选项
帮助信息 填入搜索序列
多序列比对及Clustal的使用 的使用 多序列比对及
多序列比对的意义
用于描述一组序列之间的相似性关系， 用于描述一组序列之间的相似性关系， 以便了解一个基因家族的基本特征， 以便了解一个基因家族的基本特征， 寻找motif，保守区域等。 寻找 ，保守区域等。 用于描述一个同源基因之间的亲缘关 系的远近，应用到分子进化分析中。 系的远近，应用到分子进化分析中。
3.填入序列（copy＋paste） 填入序列（ 填入序列 ＋ ） Fasta格式，或者纯序列 格式， 格式 4.选择搜索区域，这里我们要 选择搜索区域， 选择搜索区域 搜索整个序列， 搜索整个序列，不填 5.选择搜索数据库，这里我们 选择搜索数据库， 选择搜索数据库 非冗余的蛋白序列库)。 选nr(非冗余的蛋白序列库 。 非冗余的蛋白序列库 是否搜索保守区域数据库 ），蛋白序列搜索才有 （cdd），蛋白序列搜索才有。 ），蛋白序列搜索才有。 我们选上

4 第五章 分子进化和系统发生详解

4 第五章 分子进化和系统发生详解
➢ 旁系同源：由基因复制而产 生的同源基因。
➢ 直系和旁系同源是两个不同 的进化事件，用于分子进化 分析的序列必须是直系同源 的，才能真实反映进化过程
Species 1
Species 2
基因树和物种树
➢ 物种树：代表一个物种 或群体进化历史的系统 发生树，各个节点代表 物种发生分歧（生殖隔 离）的时间或事件
• 进化速率恒定性的实例
血红蛋白α链： 7种动物以及人两两 之间的血红蛋白α链 氨基酸差异数与物种 分歧时间呈线性相关 关系，即进化速率大 致相同。
➢进化速率的相对恒定性指的是以年为单位的 进化速率即每年每个位点的替换数，而不是以 生物的世代为单位的进化速率即每代每个位点 的替换数
➢以世代为单位 ―世代时间长的生物进化速率慢 ―世代时间短的生物进化速率快
分子生态学
第五章
分子进化和系统发生
gutan
Gorilla
Chimpanzee
Human
分子进化的概念
➢ 分子进化（molecular evolution）：生物在 分子水平上的进化，即核酸和蛋白质等生物大 分子在生物传代过程中的演变。
➢ 特点 ― 进化速率的相对恒定性 ― 进化速率的不均衡性（或保守性）
➢进化速率恒定性说明生物大分子的进化不可能是 由自然选择引起的，如果是由自然选择引起的， 替换率应该随着选择系数的改变而改变
➢适合度和选择系数 ―Darwinian fitness (W)：某个基因型的繁殖能 力=后代数量/具有该基因型的亲本数量 ―Selective coefficient(S):该基因型受到的选择 压力=1-w
➢ 基因树：由来自各个物 种的一个基因构建的系 统发生树，各个节点代 表基因分离的时间

分子进化和分子系统学（转载）

分子进化和分子系统学（转载）

分⼦进化和分⼦系统学（转载）分⼦进化和分⼦系统学12．1 概念 分⼦进化⼀词有两层含义。

从⽣命历史看，在前⽣命的化学进化阶段（细胞⽣命出现之前），进化主要表现在分⼦层次上，即表现在⽣物分⼦的起源和进化上。

换⾔之，从时序上说，分⼦进化是⽣物进化的初始阶段。

但从另⼀⾓度来看，在细胞⽣命出现之后，进化发⽣在⽣物分⼦、细胞、组织、器官、⽣物个体、种群等各个组织层次上，分⼦进化是⽣物分⼦层次上的进化。

换⾔之，从组织层次上说，分⼦进化是⽣物组织的基础层次的进化。

我们通常所说的分⼦进化就是指后者。

前者通常被称为前⽣命的化学（分⼦）进化。

⼀般⽽⾔，对⾃然现象的认识过程是从⼈类感官所及的层次开始，逐步向微观和宏观两个⽅向扩展。

向微观领域的探索往往出于寻找“深层原因”的动机。

对进化原因和进化机制的探索，最终必然深⼊到分⼦层次。

向宏观领域探索则是相反的过程，即⽤已知的低组织层次的知识去认识和解释⾼组织层次现象。

如今，科学家们发现，不同层次的现象遵循不同的规律和不同的法则。

低层次的规律并不完全适⽤于⾼层次，⽤⾼层次的规律解释低层次现象也往往⾏不通。

因此，本章讨论的分⼦进化规律和分⼦进化的理论基本上只适⽤于分⼦进化。

12．2 ⽣物⼤分⼦进化的特点 在⽣物⼤分⼦的层次上来观察进化改变时，我们看到的是⼀个很不同于表型进化的过程。

根据分⼦进化研究的权威之⼀⽊村（Kimura，1989）的总结，分⼦进化有两个显著特点，即进化速率相对恒定和进化的保守性。

1．⽣物⼤分⼦进化速率相对恒定 如果以核酸和蛋⽩质的⼀级结构的改变，即分⼦序列中的核苷酸或氨基酸的替换数作为进化改变量的测度，进化时间以年为单位，那么⽣物⼤分⼦随时间的改变（即分⼦进化速率）就像“物理学的振荡现象”⼀样，⼏乎是恒定的。

通过⽐较不同物种同类（同源的）⼤分⼦的⼀级结构，可以计算出该类分⼦的进化速率。

对于某类蛋⽩质分⼦或某个基因（或核酸序列）来说，其分⼦进化速率可表⽰为氨基酸或核苷酸的每个位点每年的替换数，即 上式中的K是分⼦进化速率（每个氨基酸位点每年的替换数）；d是氨基酸或核苷酸替换数⽬；N是⼤分⼦结构单元（氨基酸或核苷酸）总数； t是所⽐较的⼤分⼦发⽣分异的时间， 2t代表进化时间，进化经历的时间是分异时间的2倍。

《生物信息学》分子进化系统分析

《生物信息学》分子进化系统分析

最大似然法（ML）
由于最大似然法的分析过程需要耗费较 多的时间，针对这种情况，发展出了许多 优化的可以加快最大似然法寻找最优树的 搜索方法，如启发式搜索，分枝交换搜索 等。最大似然法具有坚实的统计学理论基 础，充分的使用了分析序列中的信息资源， 只要采用了合理的替代模型，可以得出很 好的进化树分析结果。
序列比对后，核苷酸或氨基酸序列的差异可以通过 模型转化成距离
Judes 和 Cautor 假设每一碱基具有同等机率突变为 另外 3 种碱基中的任何一种，其频率常数为μ/3， μ为碱基替换频率。提出了序列距离 K
系统发育树重建的基本方法
1. 距离法(distance)
2. 特征法 最大简约法(maximum parsimony,MP) 最大似然法(maximum likelihood,ML)
共有衍征(synapomorphy):某一特征起源于最近的共 同祖先。
自有新征(autapomorphy):某一支系独有的特征。 姐妹群(sister group): 当两个分类单元共有一个不为
第三者所有的祖先时，互为姐妹群，关系最近。
鳄鱼
鸭嘴兽
袋鼠
老虎
长孕期
胎生 被毛、有乳腺
有脊柱
共有祖征(老虎袋鼠)
距离最近
人类（hu），黑猩猩(ch)，猩猩(or），长臂猿（gi），大猩猩（go）
距离最近 人类（hu），黑猩猩(ch)，猩猩(or），长臂猿（gi），大猩猩（go）
邻接法（ NJ法）
• UPGMA假定各分支的进化速度和程度是一 致的。
• 邻接法的关键步骤： 一是计算发散系数ri，二是生成一个速率校正
假设有5个分类单元和4个特征，来推导分类单元 间的系统发育关系。0表示祖征，1表示衍征

第四章、序列的同源比较及分子系统学和分子进化分析1

第四章、序列的同源比较及分子系统学和分子进化分析1

第二条序列头尾颠倒
CTAGTCGAGGCAATCT
CTAGTCGAGGCAATCT
GAACAGCTTCGTTAGT
CTTGTCGAAGCAATCA
第二条序列替换成互补碱基
2020/1/10
16
二、序列相似性比较基础知识
2、编辑距离
2020/1/10
17
二、序列相似性比较基础知识
3、打分矩阵
在打分矩阵中，详细地列出各种字符替换的得分，从而 使得计算序列之间的相似度更为合理。在比较蛋白质时，我 们可以用打分矩阵来增强序列比对的敏感性。打分矩阵是序 列比较的基础，选择不同的打分矩阵将得到不同的比较结果， 而了解打分矩阵的理论依据将有助于在实际应用中选择合适 的打分矩阵。
19
二、序列相似性比较基础知识
3、打分矩阵
（1）、核酸打分矩阵
• 等价矩阵 等价矩阵是最简单的一种打分矩阵，其中，相同核苷酸匹配的得分为“1”，而不同核 苷酸的替换得分为“0”（没有得分）。
• BLAST矩阵 BLAST 是目前最流行的核酸序列比较程序，这也是一个非常简单的矩阵，如果被比 的两个核苷酸相同，则得分为“+5”，反之得分为“-4”。
第四章
序列的同源比较及分子系统学 和分子进化分析
2020/1/10
1
主要内容
第一节、序列相似性比较 第二节、系统发育分析
2020/1/10
2
第一节、序列相似性比较
一、序列相似性比较简介 二、序列相似性比较基础知识 三、两个序列相似性比较方法 四、两个序列相似性比较软件与操作 五、多个序列相似性比较软件与操作
2020/1/10
21
二、序列相似性比较基础知识
3、打分矩阵

5 多序列同源比对和分子进化分析

5 多序列同源比对和分子进化分析

所谓简约就是使代价最小。
对于系统发生树最直观的代价计算就是沿着各个分 支累加特征变化的数目。
甲
乙
丙
丁
戊
节点3 节点1 节点2
根节点
最大简约法的处理过程：
（1）针对待比较的物种，选择核酸或蛋白质序列。 有些分子比其它分子变化慢，适合于进行距离分析， 例如哺乳类的线粒体DNA、管家蛋白质等； （2）比较各个序列，产生序列的多重比对，确定各 个序列符号的相对位置；
Definitions: two types of homology
Paralogs
Homologous sequences within a single species that arose by gene duplication.
Orthologs
Homologous sequences in different species that arose from a common ancestral gene during speciation; may or may not be responsible for a similar function.
2. PAML (免费) （ML模型建立和系统树构建、评估）
/software/paml.html
Paralogs: members of a gene (protein) family within a species
Odorant-binding protein 2A
Lipocalin 1
10 changes
common carp
Orthologs:
zebrafish
rainbow trout
• 对于给定的分类单元数，有很多棵 可能的系统发生树，但是只有一棵 树是正确的。

序列的同源比较及分子系统学和分子进化分析教学课件


特点
本教学课件内容全面、结构清晰，注重 实践操作和案例分析，有助于学生深入 理解和掌握相关知识。
VS
优势
通过同源比较、分子系统学和分子进化分 析三个方面的内容，使学生对分子生物学 领域有一个全面的了解，同时提高学生的 实验操作能力和解决问题的能力。
感谢您的观看
THANKS
分子系统学与分子进化分析的关联
亲缘关系研究
分子系统学是研究生物亲缘关系和进化顺序的科学，通过比较不同物种或不同基因的分子特征，可以推断出它们 之间的亲缘关系和进化路径。
进化机制研究
分子进化分析是研究生物进化机制的科学，通过比较不同物种或不同基因的分子变异和进化速率，可以揭示生物 进化的内在规律和机制。
它基于氨基酸或核苷酸序列的相似性 比较，以评估物种间的亲缘关系和进 化历程。
序列同源比较的背景
随着生物技术的不断发展，研究人员 能够获得越来越多的基因和蛋白质序 列数据。
为了更好地理解这些数据和物种间的 关系，需要进行序列同源比较，以挖 掘更多有用的信息。
序列同源比较的意义
01
序列同源比较有助于研究物种的进化和亲缘关系。
药物研发
分子系统学研究结果可以用来寻找新的药物靶点，有助于开发出 更加有效的药物。
03
分子进化分析原理
分子进化的概念
分子进化的定义
分子进化是指生物大分子在进化过程中发生的适应性或非适应性 变化的过程。
分子进化的研究内容
主要研究生物大分子演化的规律和机制，包括DNA、蛋白质等分 子的演化过程、速度和方向等。
05
教学课件内容及安排
教学课件的主题和目标
主题
序列的同源比较、分子系统学和分子 进化分析
目标

关于分子进化分析课件课件

最大简约法的理论基础是奥卡姆（Ockham） 原则，这个原则认为：解释一个过程的最好理论 是所需假设数目最少的那一个。对所有可能的拓 扑结构进行计算，计算出所需替代数最小的那个 拓扑结构，作为最优树。
B. 距离法
• 又称距离矩阵法，首先通过各个物种之间的比较， 根据一定的假设（进化距离模型）推导得出分类群 之间的进化距离，构建一个进化距离矩阵。进化树 的构建则是基于这个矩阵中的进化距离关系
序列比较：分源子于同进一祖化先D的NA研/氨究基酸方序列法的两条DNA/
氨基酸序列，考察二者的差异。
序列差异：进化过程中分子突变的痕迹
分子进化：以累计在DNA/氨基酸分子上的历史信息为基
础，研究分子水平的生物进化过程和机制。
分子进化的模式
(1) DNA突变的模式：替代，插入，缺失，倒位
(2) 核苷酸替代：转换 (Transition) & 颠换 (Transversion)
(3) 基因复制：多基因家族的产生以及伪基因的产生
– A. 单个基因复制 – 重组或者逆转录 – B. 染色体片断复制 – C. 基因组复制
分子进化钟分：子某一进蛋白化在不的同理物种论间的基取代础数与所研究
物种间的分歧时间接近正线性关系，进而将分子水平的这 种恒速变异称为“分子钟”。
中性学说：突变大多数是中性的, 中性突变通过随机的遗
3）16SrRNA分子量大小适中，便于序列分析；
4）rRNA在细胞中含量大(约占细胞中RNA的90%)，也易于提取；
5）16SrRNA普遍存在于真核生物和原核生物中(真核生物中其同 源分子是18SrRNA)。因此它可以作为测量各类生物进化的工具。
(1) Tree of Life: 16S rRNA

序列分析四一一分子进化系统发生分析

1. 例如，对于Phe, 密码 子TTT, 第三位T变成C 时为同义替代，变成 A/G为非同义替代。因 此：
S=0+0+1/3 N=3-1/3=8/3 2. 终止密码子忽视不计。
如Cys旳TGT, S=0.5
Sd与Nd旳计算
1. 当一对密码子仅存在一种差异时，可以立即判断是同义还是 非同义，进化通径只有一种也许；例如对于GTT (Val)和GTA (Val), sd=1, nd=0；而对于ATT(I)和ATG(M)，sd=0, nd=1；
4. 推论3：对于一种体现量很低旳基因，我们与否 可以通过将少许旳密码子变化成优化密码子，从而 明显提高基因旳体现量？
RSCU
1. 相对同义密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU);
2. 定义：观测到旳某一密码子旳使用次数，除以 “期望”旳该密码子出现次数。
同义替代2,3,2,2，因此sd=3/4, nd=9/4.
4.4 密码子偏好
1. 编码区：DNA上编码功能性旳基因旳部分； 2. 非编码区：或称基因组序列，绝大部分无
功能； 3. 选择压力： A. 编码区：阳性选择 1%；中性进化：80%；
阴性进化：19%； B. 非编码区：~100%旳中性进化；
4.1 氨基酸旳演化距离
1. 分子进化旳分析：基于氨基酸序列旳分析 早于DNA序列。
2. 优势：氨基酸序列更为保守，对年代跨度 大旳进化分析有协助；数学模型较DNA更为 简朴；
3. p距离：p-distance; 4. 泊松校正，d距离； 5. Г距离；
P-distance
令两条蛋白质序列之间旳氨基酸差异数为nd, 所有序列旳氨基酸数目相似为n，则
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2019/12/16
32
邻居关系法
AB组合出现3次，DE组合出现3次，CD、AC、BC组合各一 次，则AB和DE各为两对关系最近的邻居。（关系最近的邻
居作为邻居的次数最多），将邻居看成一个新的复合序列，
重复这个过程。
2019/12/16
33
UPGMA法
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d=e=10/2=5
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输入文件的格式(fasta)：
>KCC2_YEAST NYIFGRTLGAGSFGVVRQARKLSTN…… >DMK_HUMAN DFEILKVIGRGAFSEVAVVKMKQTGQVYAMKIMNK……. >KPRO_MAIZE TRKFKVELGRGESGTVYKGVLEDDRHVAVKKLEN…… >DAF1_CAEEL QIRLTGRVGSGRFGNVSRGDYRGEAVAVKVFNALD…… >1CSN HYKVGRRIGEGSFGVIFEGTNLLNN……
输出格式也可以选择，有ALN、GCG、PHYLIP和 NEXUS等，用户可以根据自己的需要选择合适的输 出格式。
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10
CLUSTAL.W的应用
2.两种工作模式。 a.多序列比对模式。 b.剖面(profile)比对模式。
3.一个实际的例子。
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多序列比对实例 步骤
如何从序列中得到有用的信息，如何用计算的办法得到可信的进 化树，如何从有限的数据得到进化模式已成为这个领域的研究热 点。
系统发育树是什么？ 对一组实际对象的世系关系的描述（如基因，物种等）。
2019/12/16
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2019/12/16
一个系统发育树
末端分支
末端 物种 顶端 叶子
中间节点 中间枝条 节点
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第一步：输入序列文件。
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第二步：设定比对的一些参数。
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第三步：开始序列比对
第三步：开始序列比对
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第四步：比对完成，选择保存结果文件的格式
第四步：比对完成，选择保存结果文件的格式
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在有根树中，有一个唯一的根节点，代表所有其他根 节点的共同祖先，这样的树能够反映进化层次，从根 节点历经进化到任何其他节点只有唯一的路径。
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22
有根树，无根树，外围群
archaea archaea archaea
eukaryote
eukaryote
无根树
eukaryote
Rooted by outgroup
第五章：序列的同源比较及分子系统 学和分子进化分析
第一节：简介 第二节：相似序列的获得 第三节：多序列比对 第四节：系统发育分析 第五节：其他分子标记在生物系统学中的 应
用
2019/12/16
1
第一节：简介
生物学研究中常用的方法之一是通过比较分析 获得有用的信息。
过去进化学家和分类学家为衡量物种间亲缘关 系的密切程度，花大量的精力把形态学特征数 量化，希望以量化的形态学差异来表示物种间 进化距离，但工作量大，标准不统一，导致进 展缓慢。现如今，以大量公开的核酸和蛋白质 数据为基础，利用序列分析的计算机软件构建 生物进化树来研究各物种间的进化关系。
2019/12/16
2
在本章里研究进化关系所用的软件，我们在应 用这些软件时会遇到很多专业术语和应用的计 算机程序。这些陌生的术语对于初学者的我们 没必要搞清，只要会用就可以了，但要做出非 常专业的进化分析则必须搞清每个专业术语的 含义。
构建系统树有很多的方法和步骤，我们会逐步 学习，但不管采用什么样的方法，都有一些值 得注意的问题：
VAST算法是基于统计以下的结构相似性比较 算法， VAST在评价结构相似显著性时，不过 多的考虑微小子结构因偶然因素而形成的相似 关系，而是着重考虑结构域的相似性。
/structure/VAST/
2019/12/16
5
VAST的比较有三个步骤：
计算序列的距离，建立距离矩阵
通过距离矩阵建进化树
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26
一种简单的距离矩阵
2019/12/16
27
通过矩阵建树的方法
由进化距离构建进化树的方法有很多，常见有：
（1）.Fitch-Margoliash Method（FM法） （2）. Neighbor-Joining Method (NJ法/邻接法) （3）. Neighbors Relaton Method(邻居关系法) （4）.Unweighted Pair Group Method (UPGMA法)
首先，在数据坐标的基础上，标出所有构成蛋 白质核心部分的ɑ螺旋和β片层。
然后根据这些二级结构单位的位置计算向量。 使用这些向量进行结构比对而不是整个一套坐 标。然后算法试图最佳地匹配这些向量，寻找 类型和相对方向相同的成对结构单位，并且在 这些单位之间还要有同样的连接方式。
最后，在每个残基位置上使用蒙特卡洛方法对 结构的比对进行优化。(1LFL)
2019/12/16
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GCG支持五种数据库供Wisconsin软件包使用，其中 包括两种核酸数据库(GenBank数据库、由GenBank 中没有的序列组成的简化版的EMBL核酸序列数据库) 和三种蛋白质数据库(PIR、Swiss-Prot、SP-TrEMBL 数据库)。 GCG支持的数据库两个月更新一次。
有根树
root
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eukaryote
bacteria outgroup 外围群
archaea archaea archaea
Monophyletic group(单源群)
eukaryote eukaryote
eukaryote eukaryote
Monophyletic group
23
2019/12/16
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Fitch-Margoliash方法（FM法）
2019/12/16
29
Fitch-Margoliash方法（FM法）小结
1.找出关系最近的序列对，如A和B
2.将剩余的序列作为一个简单复合序列，分别计 算A、B到所有其他序列的距离的平均值
3.用这些值来计算A和B间的距离
4.将A、B作为一个单一的复合序列AB，计算与 每一个其他序列的距离，生成新的距离矩阵
2019/12/16
37
2、最大简约法
简约法是分子系统学中应用最广的一种方法。 该方法的原则是在所有可能的物种中，最能反 映进化历史的树具有最短的树长，即进化步数 最少（形状在系统树种改变的次数）
树长是所有形状在所有分支上发生的状态改变 的总和。
2019/12/16
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最大简约法(maximum parsimony, MP)最早源于形态 性状研究，现在已经推广到分子序列的进化分析中。 最大简约法的理论基础是奥卡姆（Ockham）哲学原 则，这个原则认为：解释一个过程的最好理论是所需 假设数目最少的那一个。对所有可能的拓扑结构进行 计算，并计算出所需替代数最小的那个拓扑结构，作 为最优树。
分子进化研究的基础（假设）
核苷酸和氨基酸序列中含有生物进化历史的全部信息。
分子进化研究的基础（理论）
在各种不同的发育谱系及足够大的进化时间尺度中， 许多序列的进化速率几乎是恒定不变的。（分子钟理 论， 1965 ）
分子进化研究的基础（实际）
虽然很多时候仍然存在争议，但是分子进化确实能阐 述一些生物系统发生的内在规c-d=9.5-5=4.5
35
A
A
-
B
-
(CDE)
-
B
(CDE)
22
39.5
-
41.5
-
-
a=b=22/2=11
2019/12/16
36
(AB) (CDE)
(AB) -
(CDE) 40.5
-
f1+a=f2+c=40.5/2=20.25
f1=9.25 , f2=11.75
16
二、BioEdit
BioEdit程序非常适合序列比对、编辑和分析，是基于 Windows平台的一种比对程序，目前应用最多，可免 费下载。
BioEdit具体用法见
三、MultAlin MultAlin从一系列的两联比对开始，得到分值，然后
根据这个分值进行分层次的聚类。
http://multalin.toulouse.inra.fr/multalin/multalin.html 四、GCG数据库 GCG软件是一套蛋白质、核酸序列分析软件。
CLUSTAL是一种渐进的比对方法，先将多个序列两 两比对构建距离矩阵，反应序列之间两两关系；然后 根据距离矩阵计算产生系统进化指导树，对关系密切 的序列进行加权；然后从最紧密的两条序列开始，逐 步引入临近的序列并不断重新构建比对，直到所有序 列都被加入为止。
2019/12/16
8
CLUSTAL.W工作原理
2019/12/16
18
第四节：系统发育分析 课本104页
系统发育分析是根据同源性状的分歧来评估物种或分子之间的进 化关系。这种进化关系通常用分支图（系统树）来描述。对序列 的系统发育分析又称为分子系统学或分子系统发育研究。
比起其他实验性学科，分子系统学与其他进化研究一样有其局限， 即系统发育的发生过程都是已经完成的历史，不能再现。
序列相似的原因有两个：一是来自于同一祖先，然后 发生分歧，二是两个序列来自于不同的祖先，在相似 的选择压力下发生趋同进化，形成相似序列。