Invariantes filogenéticos para reordenamientos genómicos

Revisamos los problemas de optimización combinatoria en el cálculo de distancias de edición entre genomas y la inferencia filogenética basada en minimizar los cambios en el orden de los genes. Con el objetivo de evitar el costo computacional y el artefacto de "las ramas largas atraen" de algunos métodos de construcción de árboles, exploramos la probabilización de modelos de reordenamiento genómico antes de desarrollar una metodología basada en invariantes de longitud de rama. Caracterizamos probabilísticamente la evolución de la estructura del conjunto de adyacencia de genes para inversiones en genomas circulares no firmados y, usando una relación de recurrencia no trivial, para inversiones en genomas firmados. Los conceptos de la teoría de invariantes desarrollados para la filogenética de secuencias de genes homólogos pueden ser utilizados para derivar un conjunto completo de invariantes lineales para inversiones no firmadas, así como para un modelo de reordenamiento mixto para genomas firmados, aunque no para modelos de transposición pura o modelos de inversión firmada pura. Los invariantes se basan en un semigrupo Jukes-Cantor extendido. Ilustramos el uso de estos invariantes para relacionar genomas mitocondriales de varios animales invertebrados.