A principal diferença entre a taxa de mutação e a taxa de substituição é que a taxa de mutação é a frequência de ocorrência de novas mutações em um único gene com base em deleções, inserções ou substituições, enquanto a taxa de substituição é a taxa de mutações que ocorrem devido à substituição de nucleotídeos em a sequência de DNA.
Mutação é um termo comum na avenida da biologia molecular, genética e hereditariedade. A taxa de mutação e a taxa de substituição estimam a quantidade de diversidade genética e as taxas de evolução em uma determinada linhagem de organismos.
CONTEÚDO
1. Visão geral e diferença chave
2. O que é taxa de mutação
3. O que é Taxa de Substituição
4. Semelhanças – Taxa de Mutação e Taxa de Substituição
5. Taxa de Mutação vs Taxa de Substituição em Forma Tabular
6. Resumo – Taxa de Mutação vs Taxa de Substituição
O que é Taxa de Mutação?
A taxa de mutação é a frequência de novas mutações em um único gene ou organismo ao longo do tempo. Não é constante e não se limita a um único tipo de mutação. Assim, várias mutações estão presentes. As taxas de mutação são especificadas para certas classes de mutações, como mutações pontuais que podem ocorrer devido a inserções, deleções e/ou substituição de nucleotídeos. As mutações pontuais estão sujeitas a alterações em uma única base, e as mutações missense e nonsense são dois subtipos de mutações pontuais. Existem várias unidades naturais de tempo para essas taxas de mutação. Eles são caracterizados como mutações por par de bases por divisão celular ou por gene por geração, ou por genoma por geração.
Figura 01: Taxa de Mutação
A taxa de mutação de um organismo geralmente evolui e é fortemente influenciada pela genética de cada organismo e do ambiente. Quando a taxa de mutação aumenta, os riscos à saúde, como câncer e doenças hereditárias em humanos, também aumentam. Uma maneira de determinar a taxa de mutação é o teste de flutuação, também conhecido como experimento Luria-Delbruck. Este método é importante para as taxas de mutação, pois prova experimentalmente que a mutação pode ocorrer sem qualquer seleção.
As taxas de mutação variam entre as espécies e diferentes regiões. A taxa de mutação humana em machos (espermatozóides) é maior do que em fêmeas (células do óvulo). Isso mostra que o genoma humano acumula cerca de 64 novas mutações para gerar gametas. O DNA mitocondrial humano tem uma alta taxa de mutação. A teoria da evolução das taxas de mutação identifica três forças principais, e elas são a geração de mutações mais prejudiciais com taxas de mutação mais altas, a geração de mutações mais vantajosas com taxas de mutação e custos metabólicos mais altos e taxas de replicação reduzidas para evitar a mutação.
O que é Taxa de Substituição?
A taxa de substituição é a classe de mutação mais comumente medida que se baseia na substituição de nucleotídeos em uma sequência de DNA. Eles são mais fáceis de medir com análise de DNA padrão. As taxas de substituição de mutações têm diferentes taxas de mutação por geração do que outras classes de mutações que são frequentemente altas. Muitos sítios de um genoma de um organismo contêm mutações com pequenos efeitos de aptidão e são chamados de sítios neutros.
Figura 02: Taxa de Substituição
As mutações diferem entre as espécies e as diferentes taxas de substituições de nucleotídeos são medidas em substituições. Estas são chamadas de mutações fixas e são medidas por par de bases por geração. Mutações fixas são as mudanças que ocorrem em uma sequência de um gene sem alterar as proteínas produzidas por esse gene. Estes são geralmente usados como estimativas da taxa de mutação. A taxa de substituição é calculada quando o número de mutações em cada geração é multiplicado pela probabilidade da nova mutação atingir a fixação.
Quais são as semelhanças entre a taxa de mutação e a taxa de substituição?
As taxas de mutação e substituição são importantes na genética de populações. Além disso, ambos fornecem informações sobre a diversidade genética. Eles também fornecem informações sobre a evolução das populações. Ambas as taxas são calculadas de acordo com uma fórmula específica.
Qual é a diferença entre taxa de mutação e taxa de substituição?
A taxa de mutação é a frequência de ocorrência de novas mutações em um único gene com base em deleções, inserções ou substituições, enquanto a taxa de substituição é a taxa de mutações que ocorrem devido à substituição de nucleotídeos na sequência de DNA. Esta é a principal diferença entre mutação e taxa de substituição. As taxas de mutação estimam a quantidade de diversidade genética, enquanto as taxas de substituição estimam a taxa de evolução. Além disso, a fórmula para taxa de mutação é μ = m/N, onde N é o número médio de células por cultura, enquanto a fórmula para taxa de substituição é o número de novas mutações em cada geração (Nu) multiplicado pela probabilidade de cada nova mutação atingir fixação (1/N), que é igual a u.
A tabela a seguir resume a diferença entre taxa de mutação e substituição.
Resumo – Taxa de Mutação vs Taxa de Substituição
As taxas de mutação e substituição são parâmetros importantes na diversidade genética. A taxa de mutação é a frequência de ocorrência de novas mutações em um único gene com base em deleções, inserções ou substituições, enquanto a taxa de substituição é a taxa de mutações que ocorrem devido à substituição de nucleotídeos na sequência de DNA. As taxas de mutação estimam a quantidade de diversidade genética, enquanto as taxas de substituição estimam a taxa de evolução. Isso resume a diferença entre a taxa de mutação e a taxa de substituição.
Referência:
1. A;, Meyer S;vonHaeseler. “Identificando taxas de substituição específicas do local.” Biologia Molecular e Evolução, Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
2. AS;, Peck KM;Lauring. “Complexidades das taxas de mutação viral.” Journal of Virology, Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
Cortesia da imagem:
1. “ppat.1002950.g001” Por Figuras de filogenia (CC POR 2,0) via Flickr
2. “Estimativas recentes da taxa de mutação em todo o genoma humano” Por Aylwyn Scally – “A taxa de mutação na evolução humana e inferência demográfica” Opinião atual Genet Dev. 30 de agosto de 2016;41:36-43. https://dx.doi.org/10.1101/061226 (CC POR 4,0) via Commons Wikimedia