Descripción general
La filogenética de máxima verosimilitud (ML) es un marco estadístico que identifica la topología del árbol con mayor probabilidad de haber producido los datos de secuencia observados bajo un modelo explícito de evolución molecular. A diferencia de los métodos basados en la distancia que colapsan la información de la secuencia en un solo número por par, ML evalúa cada sitio en la alineación, calculando la probabilidad de los datos dado un árbol y un modelo de sustitución. El árbol con la puntuación de probabilidad más alta se selecciona como la mejor estimación de la historia evolutiva. Los métodos de aprendizaje automático requieren un uso intensivo de computación, pero ofrecen propiedades estadísticas bien establecidas, incluida la coherencia y la capacidad de comparar modelos competitivos.
Conceptos clave
El cálculo de probabilidad depende de un modelo de sustitución: un proceso de Markov que describe las velocidades a las que un nucleótido (o aminoácido) cambia a otro. Los modelos comúnmente utilizados incluyen JC69 (tasas iguales), GTR (reversible en el tiempo general con frecuencias base desiguales) y heterogeneidad de tasas modelada mediante una distribución gamma (G) con una proporción de sitios invariantes (I). Las búsquedas de árboles heurísticos (por ejemplo, poda y reinjerto de subárboles o SPR) navegan por el vasto espacio de topologías posibles. La selección del modelo utilizando criterios de información como AIC o BIC identifica el modelo de sustitución que mejor se ajusta a los datos.
Aplicaciones
La filogenética de ML se aplica ampliamente en sistemática molecular, filodinámica viral y genómica comparada. Forma la columna vertebral de muchas especies de árboles a gran escala y es el método elegido para la mayoría de los estudios filogenéticos revisados por pares. El enfoque se utiliza habitualmente para rastrear datos de secuenciación de ADN de brotes de patógenos, para estudiar la dinámica evolutiva de estructura y clasificación viral y para resolver relaciones profundas en genética bacteriana donde la evolución rápida puede oscurecer la señal filogenética.
