Մուտացիայի արագության և փոխարինման արագության հիմնական տարբերությունն այն է, որ մուտացիայի արագությունը մեկ գենում նոր մուտացիաների առաջացման հաճախականությունն է, որը հիմնված է ջնջումների, ներդիրների կամ փոխարինումների վրա, մինչդեռ փոխարինման արագությունը մուտացիաների արագությունն է, որոնք տեղի են ունենում դրա պատճառով: ԴՆԹ-ի հաջորդականության մեջ նուկլեոտիդների փոխարինումը։
Մուտացիան տարածված տերմին է մոլեկուլային կենսաբանության, գենետիկայի և ժառանգականության պողոտայում: Մուտացիայի արագությունը և փոխարինման արագությունը գնահատում են գենետիկական բազմազանության և էվոլյուցիայի արագությունը օրգանիզմների որոշակի տոհմում:
Ի՞նչ է մուտացիայի մակարդակը:
Մուտացիայի արագությունը մեկ գենի կամ օրգանիզմի նոր մուտացիաների հաճախականությունն է ժամանակի ընթացքում:Այն հաստատուն չէ և չի սահմանափակվում մեկ մուտացիայի տիպով: Այսպիսով, առկա են տարբեր մուտացիաներ: Մուտացիայի արագությունը սահմանվում է մուտացիաների որոշակի դասերի համար, ինչպիսիք են կետային մուտացիաները, որոնք կարող են առաջանալ նուկլեոտիդների ներդիրների, ջնջումների և/կամ փոխարինման պատճառով: Կետային մուտացիաները ենթակա են փոփոխությունների մեկ հիմքում, իսկ անիմաստ և անհեթեթ մուտացիաները կետային մուտացիաների երկու ենթատեսակ են: Այս մուտացիայի արագությունների համար կան ժամանակի մի քանի բնական միավորներ: Դրանք բնութագրվում են որպես մուտացիաներ մեկ բազային զույգի մեկ բջջի բաժանման կամ մեկ գենի մեկ սերնդի համար, կամ մեկ գենոմի մեկ սերնդի համար:
Նկար 01. մուտացիայի արագություն
Օրգանիզմի մուտացիայի արագությունը սովորաբար զարգանում է ամբողջ ընթացքում և մեծապես ազդում է յուրաքանչյուր օրգանիզմի և շրջակա միջավայրի գենետիկայի վրա:Երբ մուտացիայի մակարդակը մեծանում է, մարդու առողջության հետ կապված ռիսկերը, ինչպիսիք են քաղցկեղը և ժառանգական հիվանդությունները, նույնպես մեծանում են: Մուտացիայի արագությունը որոշելու եղանակներից մեկը տատանումների թեստն է, որը նաև հայտնի է որպես Լուրիա-Դելբրուկ փորձ: Այս մեթոդը կարևոր է մուտացիայի արագության համար, քանի որ այն փորձարարորեն ապացուցում է, որ մուտացիան կարող է տեղի ունենալ առանց որևէ ընտրության:
Մուտացիայի արագությունները տարբերվում են տեսակների և տարբեր շրջանների միջև: Մարդու մուտացիայի մակարդակը տղամարդկանց (սպերմատոզոիդների) մոտ ավելի բարձր է, քան կանանց մոտ (ձվաբջիջներ): Սա ցույց է տալիս, որ մարդու գենոմը կուտակում է մոտ 64 նոր մուտացիա՝ գամետներ առաջացնելու համար։ Մարդու միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ն ունի մուտացիայի բարձր մակարդակ։ Մուտացիաների արագության էվոլյուցիայի տեսությունը բացահայտում է երեք հիմնական ուժեր, և դրանք ավելի վնասակար մուտացիաների առաջացումն են՝ մուտացիաների ավելի բարձր արագությամբ, ավելի շահավետ մուտացիաների առաջացում՝ մուտացիաների ավելի բարձր արագությամբ և նյութափոխանակության ծախսերով, և կրկնօրինակման նվազեցված արագությամբ՝ մուտացիան կանխելու համար։
Ի՞նչ է փոխարինման տոկոսադրույքը:
Փոխարինման արագությունը մուտացիայի ամենահաճախ չափվող դասն է, որը հիմնված է ԴՆԹ-ի հաջորդականության մեջ նուկլեոտիդների փոխարինման վրա: Դրանք ավելի հեշտ է չափել ստանդարտ ԴՆԹ անալիզով: Մուտացիաների փոխարինման արագությունները մեկ սերնդի համար ունեն մուտացիայի տարբեր արագություններ, քան մուտացիաների այլ դասերը, որոնք հաճախ բարձր են: Օրգանիզմի գենոմի շատ տեղամասեր պարունակում են փոքր ֆիթնես էֆեկտներով մուտացիաներ, և դրանք կոչվում են չեզոք տեղամասեր։
Գծապատկեր 02. Փոխարինման դրույքաչափ
Մուտացիաները տարբերվում են տեսակների միջև, և փոխարինումների ժամանակ չափվում են նուկլեոտիդային փոխարինումների տարբեր արագություններ: Դրանք կոչվում են ֆիքսված մուտացիաներ և չափվում են մեկ բազային զույգով մեկ սերնդի համար: Ֆիքսված մուտացիաները այն փոփոխություններն են, որոնք տեղի են ունենում գենի հաջորդականության մեջ՝ առանց այդ գենի արտադրած սպիտակուցների փոփոխության։Դրանք սովորաբար օգտագործվում են որպես մուտացիայի մակարդակի գնահատականներ: Փոխարինման արագությունը հաշվարկվում է, երբ յուրաքանչյուր սերնդում մուտացիաների թիվը բազմապատկվում է նոր մուտացիայի հավանականությամբ, որը հասնում է ֆիքսման:
Որո՞նք են նմանությունները մուտացիայի արագության և փոխարինման արագության միջև:
- Մուտացիայի և փոխարինման արագությունները կարևոր են պոպուլյացիայի գենետիկայի մեջ:
- Ավելին, երկուսն էլ պատկերացում են տալիս գենետիկական բազմազանության մասին:
- Նրանք նաև տեղեկատվություն են տրամադրում բնակչության էվոլյուցիայի մասին:
- Երկու դրույքաչափերը հաշվարկվում են ըստ հատուկ բանաձևի։
Ո՞րն է տարբերությունը մուտացիայի արագության և փոխարինման արագության միջև:
Մուտացիայի արագությունը մեկ գենում նոր մուտացիաների առաջացման հաճախականությունն է, որը հիմնված է ջնջումների, ներդիրների կամ փոխարինումների վրա, մինչդեռ փոխարինման արագությունը մուտացիաների արագությունն է, որոնք տեղի են ունենում ԴՆԹ-ի հաջորդականության մեջ նուկլեոտիդների փոխարինման պատճառով:Սա հիմնական տարբերությունն է մուտացիայի և փոխարինման արագության միջև: Մուտացիայի տեմպերը գնահատում են գենետիկական բազմազանության չափը, մինչդեռ փոխարինման տեմպերը գնահատում են էվոլյուցիայի արագությունը: Ավելին, մուտացիայի արագության բանաձևը μ=m/N է, որտեղ N-ը մեկ կուլտուրայի բջիջների միջին թիվն է, մինչդեռ փոխարինման արագության բանաձևը յուրաքանչյուր սերնդում նոր մուտացիաների քանակն է (Nu) բազմապատկված յուրաքանչյուր նոր մուտացիայի հասնելու հավանականությամբ: ֆիքսացիա (1/N), որը հավասար է u.
Հետևյալ աղյուսակը ամփոփում է մուտացիայի և փոխարինման արագության տարբերությունը:
Ամփոփում – Մուտացիայի արագություն ընդդեմ փոխարինման արագության
Մուտացիայի և փոխարինման արագությունները գենետիկական բազմազանության կարևոր պարամետրեր են: Մուտացիայի արագությունը մեկ գենում նոր մուտացիաների առաջացման հաճախականությունն է, որը հիմնված է ջնջումների, ներդիրների կամ փոխարինումների վրա, մինչդեռ փոխարինման արագությունը մուտացիաների արագությունն է, որոնք տեղի են ունենում ԴՆԹ-ի հաջորդականության մեջ նուկլեոտիդների փոխարինման պատճառով: Մուտացիայի արագությունը գնահատում է գենետիկական բազմազանության չափը, մինչդեռ փոխարինման արագությունը գնահատում է էվոլյուցիայի արագությունը:Սա ամփոփում է տարբերությունը մուտացիայի արագության և փոխարինման արագության միջև։
