الفرق الرئيسي بين معدل الطفرة ومعدل الاستبدال هو أن معدل الطفرة هو تكرار حدوث طفرات جديدة في جين واحد بناءً على عمليات الحذف أو الإدراج أو الاستبدالات ، بينما معدل الاستبدال هو معدل الطفرات التي تحدث بسبب لاستبدال النيوكليوتيدات في تسلسل الحمض النووي.
الطفرة مصطلح شائع في مجال البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة والوراثة. معدل الطفرة ومعدل الاستبدال يقدر مقدار التنوع الجيني ومعدلات التطور في سلالة معينة من الكائنات الحية.
ما هو معدل الطفرة؟
معدل الطفرات هو تكرار حدوث طفرات جديدة في جين واحد أو كائن حي بمرور الوقت.إنه ليس ثابتًا ولا يقتصر على نوع طفرة واحدة. وبالتالي ، توجد طفرات مختلفة. يتم تحديد معدلات الطفرة لفئات معينة من الطفرات ، مثل الطفرات النقطية التي قد تحدث بسبب عمليات الإدراج والحذف و / أو استبدال النيوكليوتيدات. تخضع الطفرات النقطية للتغييرات في قاعدة واحدة ، والطفرات المغلوطة وغير المنطقية نوعان فرعيان من الطفرات النقطية. هناك عدة وحدات زمنية طبيعية لمعدلات الطفرات هذه. يتم وصفها بأنها طفرات لكل زوج أساسي لكل انقسام خلوي أو لكل جين لكل جيل ، أو لكل جينوم لكل جيل.
الشكل 01: معدل الطفرة
عادة ما يتطور معدل تحور الكائن الحي طوال الوقت ويتأثر بشدة بعلم الوراثة لكل كائن حي والبيئة.عندما يزداد معدل الطفرات ، تزداد أيضًا المخاطر الصحية مثل السرطان والأمراض الوراثية لدى البشر. تتمثل إحدى طرق تحديد معدل الطفرات في اختبار التقلب ، والذي يُعرف أيضًا باسم تجربة Luria-Delbruck. هذه الطريقة مهمة لمعدلات الطفرات لأنها تثبت تجريبياً أن الطفرة يمكن أن تحدث دون أي اختيار.
تختلف معدلات الطفرات بين الأنواع والمناطق المختلفة. معدل الطفرات البشرية في الذكور (الحيوانات المنوية) أعلى منه عند الإناث (خلايا البويضة). يوضح هذا أن الجينوم البشري يراكم حوالي 64 طفرة جديدة من أجل توليد الأمشاج. الحمض النووي البشري للميتوكوندريا لديه معدل طفرة مرتفع. تحدد نظرية التطور لمعدلات الطفرات ثلاث قوى رئيسية ، وهي توليد طفرات أكثر ضررًا بمعدلات طفرة أعلى ، وتوليد طفرات أكثر فائدة مع معدلات طفرة أعلى وتكاليف استقلابية ، ومعدلات نسخ منخفضة من أجل منع الطفرة.
ما هو معدل الاستبدال؟
معدل الاستبدال هو أكثر فئات الطفرات المقاسة شيوعًا والتي تعتمد على استبدال النيوكليوتيدات في تسلسل الحمض النووي. يسهل قياسها باستخدام تحليل الحمض النووي القياسي. معدلات الاستبدال للطفرات لها معدلات طفرة مختلفة لكل جيل عن فئات الطفرات الأخرى التي غالبًا ما تكون عالية. تحتوي العديد من مواقع جينوم الكائن الحي على طفرات ذات تأثيرات لياقة صغيرة ، ويطلق عليها مواقع محايدة.
الشكل 02: معدل الاستبدال
تختلف الطفرات بين الأنواع ، ويتم قياس معدلات مختلفة من بدائل النوكليوتيدات في البدائل. تسمى هذه الطفرات الثابتة ويتم قياسها في كل زوج أساسي لكل جيل. الطفرات الثابتة هي التغييرات التي تحدث في تسلسل الجين دون تغيير البروتينات التي ينتجها هذا الجين.وعادة ما تستخدم هذه كتقديرات لمعدل الطفرات. يتم حساب معدل الاستبدال عندما يتم ضرب عدد الطفرات في كل جيل باحتمالية حدوث طفرة جديدة تصل إلى التثبيت.
ما هي أوجه التشابه بين معدل الطفرة ومعدل الاستبدال؟
- معدلات الطفرة والإحلال مهمة في علم الوراثة السكانية.
- علاوة على ذلك ، كلاهما يوفر نظرة ثاقبة للتنوع الجيني.
- كما أنها توفر معلومات عن تطور السكان.
- يتم حساب كلا السعرين وفقًا لصيغة محددة.
ما هو الفرق بين معدل الطفرة ومعدل الاستبدال؟
معدل الطفرة هو تكرار حدوث طفرات جديدة في جين واحد بناءً على عمليات الحذف أو الإدراج أو الاستبدال ، بينما معدل الاستبدال هو معدل الطفرات التي تحدث بسبب استبدال النيوكليوتيدات في تسلسل الحمض النووي.هذا هو الفرق الرئيسي بين معدل الطفرة والإحلال. تقدر معدلات الطفرة مقدار التنوع الجيني بينما تقدر معدلات الإحلال معدل التطور. علاوة على ذلك ، فإن صيغة معدل الطفرة هي μ=m / N ، حيث N هو متوسط عدد الخلايا لكل ثقافة ، بينما صيغة معدل الاستبدال هي عدد الطفرات الجديدة في كل جيل (نو) مضروبًا في احتمال وصول كل طفرة جديدة التثبيت (1 / N) ، الذي يساوي u
الجدول التالي يلخص الفرق بين معدل الطفرات والإحلال
ملخص - معدل الطفرة مقابل معدل الاستبدال
معدلات الطفرة والإحلال هي معلمات مهمة في التنوع الجيني. معدل الطفرة هو تكرار حدوث طفرات جديدة في جين واحد بناءً على عمليات الحذف أو الإدخال أو الاستبدال ، بينما معدل الاستبدال هو معدل الطفرات التي تحدث بسبب استبدال النيوكليوتيدات في تسلسل الحمض النووي. تقدر معدلات الطفرات مقدار التنوع الجيني ، بينما يقدر معدل الإحلال معدل التطور.هذا يلخص الفرق بين معدل الطفرة ومعدل الاستبدال.
