¿Cuál es la diferencia entre tasa de mutación y tasa de sustitución?

Que diferencia principal entre la tasa de mutación y la tasa de sustitución es que la tasa de mutación es la frecuencia de ocurrencia de nuevas mutaciones en un solo gen en base a deleciones, inserciones o sustituciones, mientras que la tasa de sustitución es la tasa de mutaciones que ocurren debido a la sustitución de nucleótidos en la secuencia de ADN.

La mutación es un término común en biología molecular, genética y herencia. La tasa de mutación y la tasa de sustitución estiman el alcance de la diversidad genética y las tasas de evolución en un determinado linaje de organismos.

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CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es la tasa de mutación?
3. ¿Qué es la tasa de sustitución?
4. Similitudes: tasa de mutación y tasa de sustitución
5. Tasa de mutación frente a tasa de sustitución en forma tabular
6. Resumen: tasa de mutación frente a tasa de sustitución

¿Qué es la tasa de mutación?

La tasa de mutación es la frecuencia de nuevas mutaciones en un solo gen u organismo a lo largo del tiempo. No es constante y no se limita a un solo tipo de mutación. Por lo tanto, varias mutaciones están presentes. Las tasas de mutación se informan para clases específicas de mutaciones, como B. Mutaciones puntuales, que pueden ocurrir debido a inserciones, deleciones y/o sustituciones de nucleótidos. Las mutaciones puntuales experimentan cambios en una sola base, y las mutaciones sin sentido y sin sentido son dos subtipos de mutaciones puntuales. Hay varias unidades naturales de tiempo para estas tasas de mutación. Se caracterizan como mutaciones por par de bases por división celular, o por gen por generación, o por genoma por generación.

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Figura 01: tasa de mutación

La tasa de mutación de un organismo generalmente evoluciona continuamente y está fuertemente influenciada por la genética y el medio ambiente de cada organismo. Si la tasa de mutación aumenta, los riesgos para la salud como el cáncer y las enfermedades hereditarias en humanos también aumentan. Una forma de determinar la tasa de mutación es la prueba de fluctuación, también conocida como experimento de Luria-Delbrück. Este método es importante para las tasas de mutación porque prueba experimentalmente que las mutaciones pueden ocurrir sin selección.

Las tasas de mutación varían entre especies y diferentes regiones. La tasa de mutación humana en los hombres (espermatozoides) es mayor que en las mujeres (óvulos). Esto demuestra que el genoma humano acumula alrededor de 64 nuevas mutaciones para crear gametos. El ADN mitocondrial humano tiene una alta tasa de mutación. La teoría evolutiva de las tasas de mutación identifica tres fuerzas principales, a saber, la generación de mutaciones más dañinas con tasas de mutación más altas, la generación de mutaciones más beneficiosas con tasas de mutación y costos metabólicos más altos, y tasas de replicación reducidas para prevenir mutaciones.

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¿Qué es la tasa de sustitución?

La tasa de sustitución es la clase de mutaciones más comúnmente medida basada en la sustitución de nucleótidos en una secuencia de ADN. Son más fáciles de medir con análisis de ADN estándar. Las tasas de sustitución de mutaciones tienen diferentes tasas de mutación por generación que otras clases de mutaciones, que a menudo son altas. Muchos sitios en el genoma de un organismo contienen mutaciones con pequeños efectos de aptitud y se denominan sitios neutrales.

Las mutaciones difieren entre especies, y en las sustituciones se miden diferentes tasas de sustituciones de nucleótidos. Estas se denominan mutaciones fijas y se miden por par de bases por generación. Las mutaciones fijas son los cambios que tienen lugar en una secuencia de un gen sin alterar las proteínas producidas por ese gen. Estos se utilizan comúnmente como estimaciones de la tasa de mutación. La tasa de sustitución se calcula cuando el número de mutaciones en cada generación se multiplica por la probabilidad de que la nueva mutación logre la fijación.

¿Cuáles son las similitudes entre la tasa de mutación y la tasa de sustitución?

• Las tasas de mutación y sustitución son importantes en la genética de poblaciones.
• Además, ambos ofrecen información sobre la diversidad genética.
• También proporcionan información sobre la evolución de las poblaciones.
• Ambas tasas se calculan según una fórmula específica.

¿Cuál es la diferencia entre tasa de mutación y tasa de sustitución?

La tasa de mutación es la frecuencia de aparición de nuevas mutaciones en un solo gen en función de deleciones, inserciones o sustituciones, mientras que la tasa de sustitución es la tasa de mutaciones que se producen debido a la sustitución de nucleótidos en la secuencia de ADN. Esta es la principal diferencia entre la mutación y la tasa de sustitución. Las tasas de mutación estiman la extensión de la diversidad genética, mientras que las tasas de sustitución estiman la tasa de evolución. Además, la fórmula de la tasa de mutación es μ = m/N, donde N es el número medio de células por cultivo, mientras que la fórmula de la tasa de sustitución es el número de nuevas mutaciones en cada generación (Nu) multiplicado por la probabilidad de que cada nueva mutación alcance fijación (1/N), que corresponde a u.

Resumen: tasa de mutación frente a tasa de sustitución

Las tasas de mutación y sustitución son parámetros importantes de la diversidad genética. La tasa de mutación es la frecuencia de aparición de nuevas mutaciones en un solo gen en función de deleciones, inserciones o sustituciones, mientras que la tasa de sustitución es la tasa de mutaciones que se producen debido a la sustitución de nucleótidos en la secuencia de ADN. Las tasas de mutación estiman el alcance de la diversidad genética, mientras que la tasa de sustitución estima la tasa de evolución. Esto resume la diferencia entre la tasa de mutación y la tasa de sustitución.

Relación:

1. A;, Meyer S;von Haeseler. "Identificación de tasas de sustitución específicas del sitio". Biología Molecular y Evolución, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
2º COMO;, Peck KM;Lauring. "Complejidades de las tasas de mutación viral". Revista de Virología, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.

Imagen de cortesía:

1. "ppat.1002950.g001" de Phylogeny Figures (CC BY 2.0) a través de Flickr
2. "Estimaciones recientes de la tasa de mutación en todo el genoma humano" Por Aylwyn Scally - "La tasa de mutación en la evolución humana y la inferencia demográfica" Curr Opin Genet Dev. 30 de agosto de 2016;41: 36-43. https://dx.doi.org/10.1101/061226 (CC BY 4.0) vía Commons Wikimedia