A mutációs ráta és a szubsztitúciós ráta közötti fő különbség az, hogy a mutációs ráta az új mutációk előfordulási gyakorisága egyetlen génben deléciókon, inszerciókon vagy szubsztitúciókon alapuló nukleotidok helyettesítésére a DNS-szekvenciában.
A mutáció gyakori kifejezés a molekuláris biológia, a genetika és az öröklődés területén. A mutációs ráta és a szubsztitúciós ráta megbecsüli a genetikai diverzitás mértékét és az evolúciós sebességet egy adott organizmusvonalban.
Mi a mutációs ráta?
A mutációs ráta az új mutációk gyakorisága egyetlen génben vagy szervezetben az idő múlásával. Nem állandó, és nem korlátozódik egyetlen mutációtípusra. Így különféle mutációk jelen vannak. A mutációs rátákat a mutációk bizonyos osztályaira határozzák meg, mint például a pontmutációk, amelyek a nukleotidok inszerciói, deléciói és/vagy szubsztitúciója miatt fordulhatnak elő. A pontmutációk egyetlen bázis változásának vannak kitéve, a missense és nonsense mutációk pedig a pontmutációk két altípusa. Ezeknek a mutációs rátáknak több természetes időegysége van. Jellemzőjük bázispáronkénti mutációként sejtosztódásonként vagy génenként generációnként vagy genomonként generációnként.
01. ábra: Mutációs ráta
Egy organizmus mutációjának sebessége általában folyamatosan változik, és erősen befolyásolja az egyes szervezetek genetikája és a környezet. Amikor a mutációs ráta növekszik, az egészségügyi kockázatok, például a rák és az emberi örökletes betegségek is növekednek. A mutációs ráta meghatározásának egyik módja a fluktuációs teszt, amelyet Luria-Delbruck kísérletnek is neveznek. Ez a módszer fontos a mutációs ráta szempontjából, mivel kísérletileg bizonyítja, hogy a mutáció minden szelekció nélkül is előfordulhat.
A mutációs ráta fajonként és régiónként eltérő. Az emberi mutációs ráta a férfiaknál (sperma) magasabb, mint a nőstényeknél (petesejtek). Ez azt mutatja, hogy az emberi genom körülbelül 64 új mutációt halmoz fel az ivarsejtek létrehozása érdekében. Az emberi mitokondriális DNS magas mutációs rátával rendelkezik. A mutációs ráták evolúciós elmélete három fő erőt azonosít, ezek a nagyobb mutációs rátával ártalmasabb mutációk generálása, a magasabb mutációs rátával és metabolikus költségekkel járó előnyösebb mutációk létrehozása, valamint a csökkent replikációs ráta a mutáció megelőzése érdekében.
Mi az a helyettesítési arány?
A szubsztitúciós arány a mutációk leggyakrabban mért osztálya, amely a DNS-szekvenciában lévő nukleotidok helyettesítésén alapul. Könnyebben mérhetők szabványos DNS-analízissel. A mutációk szubsztitúciós aránya generációnként eltérő mutációs rátával rendelkezik, mint a mutációk más osztályaiban, amelyek gyakran magasak. Egy organizmus genomjának számos helye tartalmaz mutációkat kis fitneszhatásokkal, és ezeket semleges helyeknek nevezik.
02. ábra: Helyettesítési arány
A mutációk fajok között különböznek, és a szubsztitúciókban a nukleotidszubsztitúciók eltérő sebességét mérik. Ezeket rögzített mutációknak nevezzük, és generációnként bázispáronként mérik. A rögzített mutációk azok a változások, amelyek egy gén szekvenciájában mennek végbe anélkül, hogy az adott gén által termelt fehérjék megváltoznának. Ezeket általában a mutációs ráta becsléseiként használják. A helyettesítési arányt úgy számítjuk ki, hogy az egyes generációkban lévő mutációk számát megszorozzuk annak valószínűségével, hogy az új mutáció eléri a rögzítést.
Mi a hasonlóság a mutációs ráta és a helyettesítési arány között?
- A mutációs és helyettesítési arányok fontosak a populációgenetikában.
- Sőt, mindkettő betekintést nyújt a genetikai sokféleségbe.
- Tájékoztatást nyújtanak a populációk evolúciójáról is.
- Mindkét díjat egy adott képlet alapján számítjuk ki.
Mi a különbség a mutációs ráta és a helyettesítési ráta között?
A mutációs ráta az új mutációk előfordulásának gyakorisága egyetlen génben deléciók, inszerciók vagy szubsztitúciók alapján, míg a szubsztitúciós ráta azon mutációk aránya, amelyek a DNS-szekvenciában lévő nukleotidok helyettesítése miatt következnek be. Ez a legfontosabb különbség a mutáció és a helyettesítési arány között. A mutációs ráták a genetikai diverzitás mértékét, míg a helyettesítési arányok az evolúció mértékét becsülik. Ezenkívül a mutációs ráta képlete μ=m/N, ahol N a sejtek átlagos száma tenyészetenként, míg a szubsztitúciós arány képlete az új mutációk száma az egyes generációkban (Nu) megszorozva az egyes új mutációk elérésének valószínűségével. rögzítés (1/N), ami egyenlő u.
A következő táblázat összefoglalja a mutáció és a helyettesítési arány közötti különbséget.
Összefoglaló – Mutációs ráta vs helyettesítési arány
A mutációs és helyettesítési arányok fontos paraméterek a genetikai diverzitásban. A mutációs ráta az új mutációk előfordulási gyakorisága egyetlen génben deléciók, inszerciók vagy szubsztitúciók alapján, míg a szubsztitúciós ráta azon mutációk aránya, amelyek a DNS-szekvenciában lévő nukleotidok helyettesítése miatt következnek be. A mutációs ráta a genetikai diverzitás mértékét, míg a helyettesítési arány az evolúció mértékét becsüli meg. Ez összefoglalja a mutációs ráta és a helyettesítési ráta közötti különbséget.
