Avainero mutaationopeuden ja substituutionopeuden välillä on se, että mutaationopeus on uusien mutaatioiden esiintymistiheys yhdessä geenissä, joka perustuu deleetioihin, insertioihin tai substituutioihin, kun taas substituutioaste on niiden mutaatioiden määrä, jotka tapahtuvat johtuen nukleotidien substituutioon DNA-sekvenssissä.
Mutaatio on yleinen termi molekyylibiologian, genetiikan ja perinnöllisyyden tiellä. Mutaationopeus ja substituutionopeus arvioivat geneettisen monimuotoisuuden määrän ja evoluutionopeudet tietyssä organismien sukulinjassa.
Mikä on mutaationopeus?
Mutaationopeus on uusien mutaatioiden esiintymistiheys yhdessä geenissä tai organismissa ajan kuluessa. Se ei ole vakio eikä rajoitu yhteen mutaatiotyyppiin. Siten esiintyy erilaisia mutaatioita. Mutaationopeudet on määritelty tietyille mutaatioluokille, kuten pistemutaatioille, joita saattaa ilmetä nukleotidien insertioista, deleetioista ja/tai substituutioista. Pistemutaatiot ovat alttiina muutoksille yhdessä emäksessä, ja missense- ja nonsensemutaatiot ovat kaksi pistemutaatioiden alatyyppiä. Näille mutaationopeuksille on olemassa useita luonnollisia aikayksiköitä. Ne luonnehditaan mutaatioina emäsparia kohti solujakautumista tai geeniä kohden sukupolvea kohti tai genomia kohti sukupolvea kohti.
Kuva 01: Mutaationopeus
Organismin mutaationopeus kehittyy yleensä koko ajan, ja siihen vaikuttaa voimakkaasti kunkin organismin ja ympäristön genetiikka. Mutaationopeuden kasvaessa myös ihmisten terveysriskit, kuten syöpä ja perinnölliset sairaudet, lisääntyvät. Yksi tapa määrittää mutaationopeus on fluktuaatiotesti, joka tunnetaan myös Luria-Delbruck-kokeena. Tämä menetelmä on tärkeä mutaationopeuden kann alta, koska se osoittaa kokeellisesti, että mutaatio voi tapahtua ilman valintaa.
Mutaationopeudet vaihtelevat lajien ja eri alueiden välillä. Ihmisen mutaationopeus miehillä (siittiö) on suurempi kuin naarailla (munasolut). Tämä osoittaa, että ihmisen genomi kerää noin 64 uutta mutaatiota sukusolujen synnyttämiseksi. Ihmisen mitokondrioiden DNA:lla on korkea mutaationopeus. Mutaationopeuden evoluutioteoria tunnistaa kolme päävoimaa, ja ne ovat haitallisempien mutaatioiden synnyttäminen korkeammilla mutaatiomäärillä, edullisempien mutaatioiden synnyttäminen korkeammilla mutaatiomäärillä ja aineenvaihduntakustannuksilla sekä vähentynyt replikaationopeus mutaatioiden estämiseksi.
Mikä on korvausaste?
Substituutionopeus on yleisimmin mitattu mutaatioluokka, joka perustuu DNA-sekvenssin nukleotidien substituutioon. Ne on helpompi mitata tavallisella DNA-analyysillä. Mutaatioiden substituutioasuuksilla on erilaiset mutaationopeudet sukupolvea kohti kuin muilla mutaatioluokilla, jotka ovat usein korkeita. Monet organismin genomin kohdat sisältävät mutaatioita, joilla on pieniä kuntovaikutuksia, ja niitä kutsutaan neutraaleiksi kohdiksi.
Kuva 02: Korvausaste
Mutaatiot vaihtelevat lajien välillä, ja substituutioissa mitataan erilaisia nukleotidisubstituutioiden nopeuksia. Näitä kutsutaan kiinteiksi mutaatioiksi, ja ne mitataan emäsparina sukupolvea kohti. Kiinteät mutaatiot ovat muutoksia, jotka tapahtuvat geenin sekvenssissä muuttamatta kyseisen geenin tuottamia proteiineja. Näitä käytetään yleensä arvioina mutaationopeudesta. Korvausaste lasketaan, kun mutaatioiden määrä kussakin sukupolvessa kerrotaan todennäköisyydellä, että uusi mutaatio saavuttaa fiksaation.
Mitä yhtäläisyyksiä mutaationopeudella ja korvausnopeudella on?
- Mutaatio- ja substituutioasteet ovat tärkeitä populaatiogenetiikassa.
- Lisäksi molemmat tarjoavat tietoa geneettisestä monimuotoisuudesta.
- Ne tarjoavat myös tietoa populaatioiden kehityksestä.
- Molemmat hinnat lasketaan tietyn kaavan mukaan.
Mitä eroa mutaationopeudella ja korvausnopeudella on?
Mutaationopeus on uusien mutaatioiden esiintymistiheys yhdessä geenissä, joka perustuu deleetioihin, insertioihin tai substituutioihin, kun taas substituutionopeus on mutaatioiden nopeus, joka johtuu DNA-sekvenssin nukleotidien substituutiosta. Tämä on avainero mutaatio- ja korvausasteen välillä. Mutaationopeudet arvioivat geneettisen monimuotoisuuden määrän, kun taas substituutionopeudet arvioivat evoluution nopeutta. Lisäksi mutaationopeuden kaava on μ=m/N, missä N on keskimääräinen solujen lukumäärä viljelmää kohden, kun taas substituutionopeuden kaava on uusien mutaatioiden lukumäärä kussakin sukupolvessa (Nu) kerrottuna todennäköisyydellä, jonka jokainen uusi mutaatio saavuttaa. kiinnitys (1/N), joka on yhtä kuin u.
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto mutaatio- ja korvausasteen eroista.
Yhteenveto – Mutaatiotaajuus vs substituutiotaajuus
Mutaatio- ja substituutionopeudet ovat tärkeitä parametreja geneettisessä monimuotoisuudessa. Mutaationopeus on uusien mutaatioiden esiintymistiheys yhdessä geenissä, joka perustuu deleetioihin, insertioihin tai substituutioihin, kun taas substituutionopeus on mutaatioiden nopeus, joka johtuu DNA-sekvenssin nukleotidien substituutiosta. Mutaationopeudet arvioivat geneettisen monimuotoisuuden määrää, kun taas substituutionopeus arvioi evoluution nopeutta. Tämä tiivistää mutaationopeuden ja korvausasteen välisen eron.
