Nyckelskillnaden mellan mutationshastighet och substitutionshastighet är att mutationshastigheten är frekvensen av förekomsten av nya mutationer i en enda gen baserat på deletioner, insertioner eller substitutioner, medan substitutionshastigheten är frekvensen av mutationer som uppstår pga. till substitution av nukleotider i DNA-sekvensen.
Mutation är en vanlig term inom molekylärbiologi, genetik och ärftlighet. Mutationshastighet och substitutionshastighet uppskattar mängden genetisk mångfald och evolutionshastigheter i en viss släktlinje av organismer.
Vad är mutationsfrekvens?
Mutationshastighet är frekvensen av nya mutationer i en enskild gen eller en organism över tiden. Den är inte konstant och är inte begränsad till en enda mutationstyp. Således finns olika mutationer. Mutationshastigheter är specificerade för vissa klasser av mutationer, såsom punktmutationer som kan uppstå på grund av insertioner, deletioner och/eller substitution av nukleotider. Punktmutationer är föremål för förändringar i en enda bas, och missense- och nonsensmutationer är två undertyper av punktmutationer. Det finns flera naturliga tidsenheter för dessa mutationshastigheter. De karakteriseras som mutationer per baspar per celldelning eller per gen per generation, eller per genom per generation.
Figur 01: Mutationshastighet
Mutationshastigheten hos en organism utvecklas vanligtvis genomgående och påverkas starkt av genetiken hos varje organism och miljön. När mutationshastigheten ökar ökar även hälsorisker som cancer och ärftliga sjukdomar hos människor. Ett sätt att bestämma mutationshastigheten är fluktuationstestet, som också är känt som Luria-Delbruck-experimentet. Denna metod är viktig för mutationshastigheter eftersom den experimentellt bevisar att mutation kan ske utan något urval.
Mutationsfrekvensen varierar mellan arter och olika regioner. Den mänskliga mutationshastigheten hos män (spermier) är högre än hos kvinnor (äggceller). Detta visar att det mänskliga genomet ackumulerar omkring 64 nya mutationer för att generera könsceller. Det mänskliga mitokondrie-DNA har en hög mutationshastighet. Evolutionsteorin om mutationshastigheter identifierar tre huvudsakliga krafter, och de är genereringen av skadligare mutationer med högre mutationshastigheter, genereringen av mer fördelaktiga mutationer med högre mutationshastigheter och metaboliska kostnader och reducerade replikationshastigheter för att förhindra mutation.
Vad är utbytesfrekvens?
Substitutionshastighet är den vanligast uppmätta klassen av mutationer som är baserad på substitution av nukleotider i en DNA-sekvens. De är lättare att mäta med standard DNA-analys. Substitutionshastigheter av mutationer har olika mutationshastigheter per generation än andra klasser av mutationer som ofta är höga. Många platser i ett genom hos en organism innehåller mutationer med små konditionseffekter, och de kallas neutrala platser.
Figur 02: Ersättningsfrekvens
Mutationer skiljer sig mellan arter, och olika hastigheter av nukleotidsubstitutioner mäts i substitutioner. Dessa kallas fixerade mutationer och mäts i per baspar per generation. Fasta mutationer är de förändringar som sker i en sekvens av en gen utan att förändra de proteiner som produceras av den genen. Dessa används vanligtvis som uppskattningar av mutationshastigheten. Substitutionshastigheten beräknas när antalet mutationer i varje generation multipliceras med sannolikheten för den nya mutationen som når fixering.
Vilka är likheterna mellan mutationsfrekvens och substitutionsfrekvens?
- Mutations- och substitutionshastigheter är viktiga i populationsgenetik.
- Dessutom ger båda insikt i genetisk mångfald.
- De ger också information om befolkningsutvecklingen.
- Båda priserna beräknas enligt en specifik formel.
Vad är skillnaden mellan mutationsfrekvens och substitutionsfrekvens?
Mutationshastighet är frekvensen av förekomsten av nya mutationer i en enskild gen baserat på deletioner, insertioner eller substitutioner, medan substitutionshastigheten är graden av mutationer som uppstår på grund av substitution av nukleotider i DNA-sekvensen. Detta är nyckelskillnaden mellan mutations- och substitutionshastighet. Mutationshastigheter uppskattar mängden genetisk mångfald medan substitutionshastigheten uppskattar evolutionens hastighet. Dessutom är formeln för mutationshastighet μ=m/N, där N är det genomsnittliga antalet celler per kultur, medan formeln för substitutionshastighet är antalet nya mutationer i varje generation (Nu) multiplicerat med sannolikheten för varje ny mutation fixering (1/N), vilket är lika med u.
Följande tabell sammanfattar skillnaden mellan mutations- och substitutionshastighet.
Sammanfattning – Mutationsfrekvens vs substitutionsfrekvens
Mutations- och substitutionshastigheter är viktiga parametrar i genetisk mångfald. Mutationshastighet är frekvensen av förekomsten av nya mutationer i en enskild gen baserat på deletioner, insertioner eller substitutioner, medan substitutionshastigheten är graden av mutationer som uppstår på grund av substitution av nukleotider i DNA-sekvensen. Mutationshastigheten uppskattar mängden genetisk mångfald, medan substitutionshastigheten uppskattar evolutionens hastighet. Detta sammanfattar skillnaden mellan mutationshastighet och substitutionshastighet.
