Ključna razlika med stopnjo mutacije in stopnjo zamenjave je, da je stopnja mutacije pogostost pojavljanja novih mutacij v posameznem genu na podlagi izbrisov, vstavkov ali zamenjav, medtem ko je stopnja zamenjave stopnja mutacij, ki nastanejo zaradi na zamenjavo nukleotidov v zaporedju DNA.
Mutacija je pogost izraz na področju molekularne biologije, genetike in dednosti. Stopnja mutacije in stopnja zamenjave ocenjujeta količino genske raznolikosti in stopnje evolucije v določeni liniji organizmov.
Kaj je stopnja mutacije?
Stopnja mutacije je pogostost novih mutacij v posameznem genu ali organizmu skozi čas. Ni konstanten in ni omejen na eno vrsto mutacije. Tako so prisotne različne mutacije. Stopnje mutacije so določene za določene razrede mutacij, kot so točkovne mutacije, ki se lahko pojavijo zaradi vstavljanj, izbrisov in/ali zamenjav nukleotidov. Točkovne mutacije so podvržene spremembam v eni sami bazi, missense in nonsense mutacije pa sta dve podvrsti točkovnih mutacij. Za te stopnje mutacije obstaja več naravnih časovnih enot. Označeni so kot mutacije na bazni par na celično delitev ali na gen na generacijo ali na genom na generacijo.
Slika 01: Stopnja mutacije
Hitrost mutacije organizma se običajno ves čas razvija in nanjo močno vplivata genetika vsakega organizma in okolje. Ko se stopnja mutacij poveča, se povečajo tudi zdravstvena tveganja, kot so rak in dedne bolezni pri ljudeh. Eden od načinov določanja stopnje mutacije je fluktuacijski test, znan tudi kot Luria-Delbruckov poskus. Ta metoda je pomembna za stopnje mutacij, saj eksperimentalno dokazuje, da lahko pride do mutacije brez izbire.
Stopnje mutacij se razlikujejo med vrstami in različnimi regijami. Človeška stopnja mutacije pri moških (sperma) je večja kot pri ženskah (jajčne celice). To kaže, da človeški genom kopiči okoli 64 novih mutacij, da bi ustvaril gamete. Človeška mitohondrijska DNK ima visoko stopnjo mutacij. Evolucijska teorija o stopnjah mutacij identificira tri glavne sile, in sicer ustvarjanje bolj škodljivih mutacij z višjimi stopnjami mutacij, ustvarjanje bolj ugodnih mutacij z višjimi stopnjami mutacij in presnovnimi stroški ter zmanjšane stopnje podvajanja, da se prepreči mutacija.
Kaj je stopnja zamenjave?
Substitucijska stopnja je najpogosteje merjen razred mutacije, ki temelji na zamenjavi nukleotidov v zaporedju DNA. Lažje jih je izmeriti s standardno analizo DNK. Nadomestne stopnje mutacij imajo različne stopnje mutacije na generacijo kot druge vrste mutacij, ki so pogosto visoke. Številna mesta v genomu organizma vsebujejo mutacije z majhnimi učinki kondicije in se imenujejo nevtralna mesta.
Slika 02: Stopnja zamenjave
Mutacije se razlikujejo med vrstami in različne stopnje nukleotidnih substitucij se merijo v substitucijah. Te se imenujejo fiksne mutacije in se merijo v na bazni par na generacijo. Fiksne mutacije so spremembe, ki se zgodijo v zaporedju gena, ne da bi se spremenile beljakovine, ki jih proizvaja ta gen. Ti se običajno uporabljajo kot ocene stopnje mutacije. Stopnja zamenjave se izračuna, ko se število mutacij v vsaki generaciji pomnoži z verjetnostjo nove mutacije, ki doseže fiksacijo.
Kakšne so podobnosti med stopnjo mutacije in stopnjo zamenjave?
- Stopnje mutacij in substitucij so pomembne v populacijski genetiki.
- Poleg tega oba nudita vpogled v genetsko raznolikost.
- Zagotavljajo tudi informacije o razvoju populacij.
- Obe stopnji sta izračunani po posebni formuli.
Kakšna je razlika med stopnjo mutacije in stopnjo zamenjave?
Stopnja mutacij je pogostost pojavljanja novih mutacij v posameznem genu na podlagi delecij, vstavkov ali substitucij, medtem ko je stopnja substitucije stopnja mutacij, ki nastanejo zaradi zamenjave nukleotidov v zaporedju DNA. To je ključna razlika med stopnjo mutacije in substitucije. Stopnje mutacije ocenjujejo količino genske raznolikosti, medtem ko stopnje zamenjave ocenjujejo stopnjo evolucije. Poleg tega je formula za stopnjo mutacije μ=m/N, kjer je N povprečno število celic na kulturo, medtem ko je formula za stopnjo substitucije število novih mutacij v vsaki generaciji (Nu), pomnoženo z verjetnostjo, da vsaka nova mutacija doseže fiksacija (1/N), kar je enako u.
Naslednja tabela povzema razliko med stopnjo mutacije in substitucije.
Povzetek – Stopnja mutacije v primerjavi s stopnjo zamenjave
Stopnje mutacij in substitucij so pomembni parametri genetske raznovrstnosti. Stopnja mutacije je pogostost pojavljanja novih mutacij v posameznem genu na podlagi izbrisov, vstavkov ali substitucij, medtem ko je stopnja substitucije stopnja mutacij, ki nastanejo zaradi zamenjave nukleotidov v zaporedju DNA. Stopnje mutacije ocenjujejo količino genske raznolikosti, medtem ko stopnja zamenjave ocenjuje stopnjo evolucije. To povzema razliko med stopnjo mutacije in stopnjo zamenjave.
