Несинонимичная замена

редактировать
Нуклеотидная мутация, изменяющая аминокислотную последовательность

A несинонимичная замена представляет собой мутацию нуклеотида , которая изменяет аминокислотную последовательность белка. Несинонимичные замены отличаются от синонимичных замен, которые не изменяют аминокислотные последовательности и (иногда) являются молчащими мутациями. Поскольку несинонимичные замены приводят к биологическим изменениям в организме, они подвергаются естественному отбору.

Несинонимичные s Замены ub в определенных локусах можно сравнить с синонимичными заменами в этих локусах, чтобы получить соотношение Ka/Ks. Это соотношение используется для измерения скорости эволюции последовательностей генов. Если ген имеет более низкий уровень несинонимичных, чем синонимичных, нуклеотидных замен, то он может считаться функциональным, поскольку Ka/Ksсоотношение < 1 is a hallmark of sequences that are being constrained to code for proteins.

Несинонимичные замены также называют заменяющими мутациями .

Содержание

  • 1 Типы
  • 2 Естественный отбор и почти нейтральная теория
  • 3 Исследования
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Типы

Существует несколько распространенных типов несинонимичные замены.

Миссенс-мутации - несинонимичные замены, которые возникают в результате точечных мутаций, мутаций в одном нуклеотиде, которые приводят к замене другой аминокислоты, что приводит к изменение кодируемого белка.

Бессмысленные мутации - это несинонимичные замены, которые возникают, когда мутация в последовательности ДНК вызывает преждевременное завершение белка за счет замены исходной аминокислоты на стоп-кодон. Другой тип мутации, касающейся стоп-кодонов, известен как безостановочная мутация или сквозная мутация, которая возникает, когда стоп-кодон заменяется на аминокислотный кодон, в результате чего белок становится длиннее, чем указано.

Естественный отбор и почти нейтральная теория

Исследования показали, что разнообразие несинонимичных замен значительно ниже, чем среди синонимичных замен. Это связано с тем, что несинонимичные замены подвергаются гораздо более высокому селективному давлению, чем синонимичные мутации. Мотоо Кимура (1968) определил, что рассчитанная частота мутаций была невероятно высокой, если только большинство произошедших мутаций не были нейтральными или «почти нейтральными». Он определил, что если бы это было правдой, генетический дрейф был бы более мощным фактором в молекулярной эволюции, чем естественный отбор. Теория «почти нейтральной» предполагает, что молекулярная эволюция, действующая на несинонимичные замены, управляется мутациями, генетическим дрейфом и очень слабым естественным отбором, и что она чрезвычайно чувствительна к размеру популяции. Чтобы определить, происходит ли естественный отбор в определенных локусах, можно выполнить тест Макдональда – Крейтмана. Тест состоит из сравнения соотношений синонимичных и несинонимичных генов между близкородственными видами с соотношением синонимичных и несинонимичных полиморфизмов внутри видов. Если соотношения одинаковы, то Нейтральная теория молекулярной эволюции верна для этих локусов, и эволюция происходит в основном за счет генетического дрейфа. Если существует больше несинонимичных замен между видами, чем внутри вида, положительный естественный отбор происходит на полезных аллелях, и имеет место естественный отбор. Было обнаружено, что несинонимичные замены чаще встречаются в локусах, включающих устойчивость к патогенам, репродуктивных локусах, включающих конкуренцию сперматозоидов или взаимодействия яйцеклетки и сперматозоидов, а также в генах, которые реплицировались и приобрели новые функции, что указывает на то, что имеет место положительный отбор.

Исследования

Исследования по точному моделированию скорости мутаций велись в течение многих лет. В недавней статье Ziheng Yang и Rasmus Nielsen сравнили различные методы и разработали новый метод моделирования. Они обнаружили, что новый метод был предпочтительнее из-за его меньших погрешностей, что делает его полезным для крупномасштабного скрининга, но что модель максимального правдоподобия была предпочтительнее в большинстве сценариев из-за ее простоты и гибкости в сравнении нескольких последовательностей с учетом филогенез.

Дальнейшие исследования Янга и Нильсена обнаружили, что отношения несинонимичных к синонимичным заменам различаются по локусам в разных эволюционных клонах. Изучая ядерные локусы приматов, копытных животных и грызунов, они обнаружили, что соотношение значительно варьирует в 22 из 48 изученных локусов. Этот результат является убедительным доказательством против строго нейтральной теории молекулярной эволюции, которая утверждает, что мутации в основном нейтральны или вредны, и обеспечивает поддержку теорий, которые включают полезные мутации.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-31 12:14:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте