Diferența cheie dintre rata de mutație și rata de substituție este că rata de mutație este frecvența de apariție a noilor mutații într-o singură genă bazată pe deleții, inserții sau substituții, în timp ce rata de substituție este rata mutațiilor care apar datorită la substituirea nucleotidelor în secvența ADN.
Mutația este un termen comun în domeniul biologiei moleculare, geneticii și eredității. Rata de mutație și rata de substituție estimează cantitatea de diversitate genetică și ratele de evoluție într-o anumită linie de organisme.
Ce este rata de mutație?
Rata mutațiilor este frecvența noilor mutații într-o singură genă sau un organism în timp. Nu este constantă și nu se limitează la un singur tip de mutație. Astfel, sunt prezente diferite mutații. Ratele de mutație sunt specificate pentru anumite clase de mutații, cum ar fi mutațiile punctuale care pot apărea datorită inserțiilor, delețiilor și/sau înlocuirii nucleotidelor. Mutațiile punctuale sunt supuse modificărilor într-o singură bază, iar mutațiile fără sens și nonsens sunt două subtipuri de mutații punctiforme. Există mai multe unități naturale de timp pentru aceste rate de mutație. Ele sunt caracterizate ca mutații pe pereche de baze pe diviziune celulară sau pe genă pe generație sau pe genom pe generație.
Figura 01: Rata de mutație
Rata de mutație a unui organism este de obicei evoluată și este puternic influențată de genetica fiecărui organism și a mediului. Când rata mutațiilor crește, riscurile pentru sănătate, cum ar fi cancerul și bolile ereditare la oameni cresc, de asemenea. O modalitate de a determina rata de mutație este testul de fluctuație, care este cunoscut și sub numele de experimentul Luria-Delbruck. Această metodă este importantă pentru ratele de mutație, deoarece demonstrează experimental că mutația poate apărea fără nicio selecție.
Ratele mutațiilor variază între specii și diferite regiuni. Rata mutațiilor umane la bărbați (sperma) este mai mare decât la femele (celule ou). Acest lucru arată că genomul uman acumulează în jur de 64 de mutații noi pentru a genera gameți. ADN-ul mitocondrial uman are o rată mare de mutație. Teoria evoluției ratelor de mutație identifică trei forțe principale și acestea sunt generarea de mutații mai dăunătoare cu rate mai mari de mutație, generarea de mutații mai avantajoase cu rate mai mari de mutație și costuri metabolice și rate reduse de replicare pentru a preveni mutația.
Ce este rata de înlocuire?
Rata de substituție este cea mai frecvent măsurată clasă de mutații care se bazează pe înlocuirea nucleotidelor într-o secvență ADN. Sunt mai ușor de măsurat cu analiza ADN standard. Ratele de substituție ale mutațiilor au rate diferite de mutație pe generație decât alte clase de mutații care sunt frecvent mari. Multe locuri ale genomului unui organism conțin mutații cu efecte mici de fitness și sunt numite locuri neutre.
Figura 02: Rata de înlocuire
Mutațiile diferă între specii și rate diferite de substituții de nucleotide sunt măsurate în substituții. Acestea se numesc mutații fixe și sunt măsurate în pereche de baze pe generație. Mutațiile fixe sunt modificările care au loc într-o secvență a unei gene fără a modifica proteinele produse de acea genă. Acestea sunt de obicei folosite ca estimări ale ratei mutațiilor. Rata de substituție este calculată atunci când numărul de mutații din fiecare generație este înmulțit cu probabilitatea ca noua mutație să ajungă la fixare.
Care sunt asemănările între rata de mutație și rata de înlocuire?
- Ratele de mutație și substituție sunt importante în genetica populației.
- În plus, ambele oferă o perspectivă asupra diversității genetice.
- Oferă, de asemenea, informații despre evoluția populațiilor.
- Ambele tarife sunt calculate conform unei formule specifice.
Care este diferența dintre rata de mutație și rata de înlocuire?
Rata mutațiilor este frecvența de apariție a noilor mutații într-o singură genă bazată pe deleții, inserții sau substituții, în timp ce rata de substituție este rata mutațiilor care apar datorită înlocuirii nucleotidelor în secvența ADN. Aceasta este diferența cheie dintre rata de mutație și de substituție. Ratele de mutație estimează cantitatea de diversitate genetică, în timp ce ratele de substituție estimează rata de evoluție. Mai mult, formula pentru rata de mutație este μ=m/N, unde N este numărul mediu de celule per cultură, în timp ce formula pentru rata de substituție este numărul de mutații noi din fiecare generație (Nu) înmulțit cu probabilitatea la care ajunge fiecare nouă mutație. fixare (1/N), care este egal cu u.
Următorul tabel rezumă diferența dintre rata de mutație și de substituție.
Rezumat – Rata de mutație vs Rata de înlocuire
Ratele de mutație și substituție sunt parametri importanți ai diversității genetice. Rata mutației este frecvența de apariție a noilor mutații într-o singură genă bazată pe deleții, inserții sau substituții, în timp ce rata de substituție este rata mutațiilor care apar datorită substituției nucleotidelor în secvența ADN. Ratele de mutație estimează cantitatea de diversitate genetică, în timp ce rata de substituție estimează rata de evoluție. Aceasta rezumă diferența dintre rata de mutație și rata de substituție.
