Я пытаюсь понять доминирующий способ возникновения мутаций. Я видел различные цифры, которые, по крайней мере, на первый взгляд, противоречат друг другу, и мне было любопытно, есть ли у кого-нибудь разъяснения по этому поводу.
Согласно Шастри, « аллели SNP в болезнях и эволюции человека » ( Journal of Human Genetics 47:561–566, 2002),
В двух случайно выбранных геномах человека 99,9% последовательности ДНК идентичны. Остальные 0,1% ДНК содержат вариации последовательности. Наиболее распространенный тип такой вариации называется однонуклеотидным полиморфизмом или SNP.
Однако, согласно Нево, « Генетическое разнообразие » ( Энциклопедия биоразнообразия , 2001 г.),
Примечательно, что SSR подвергаются мутациям с заметно большей скоростью, чем неповторяющиеся последовательности: к на локус, на гамету, на поколение, что приводит к их высокому полиморфизму.
Кроме того, согласно Каши и Кингу, « Простые повторы последовательностей как выгодные мутаторы в эволюции » ( ТЕНДЕНЦИИ в генетике 22(5):257),
Мутации, которые изменяют количество повторов, обычно происходят со скоростью, на несколько порядков превышающей точечные мутации из одного нуклеотида.
Итак, если вариации в организмах в основном связаны с SSR, и это в основном вариации числа копий, то правильно ли будет сказать, что варианты числа копий в SSR являются доминирующей формой изменчивости, или я что-то упускаю? Какой из них правильный, или какой источник более авторитетен, или есть более свежий обзор, с которым мне следует ознакомиться?
Мне нравится ответ @mgkrebbs, я думаю, что он соответствует большинству основных моментов, но пару лет назад я написал обзор на эту тему, в котором мы специально собрали оценки мутационной нагрузки различных классов мутаций (см. Таблицу 1).
Группа Янива Эрлиха напрямую обратилась к вопросу , на который вы пытаетесь ответить, и они подсчитали, что микросателлиты вносят немного больше мутаций на поколение, чем замен:
Эти прогнозы показывают, что количество мутаций de novo STR [SSR] составляет не менее 75 мутаций на поколение, что сопоставимо с количеством мутаций всех других известных типов вариантов.
Для сравнения, большинство оценок общей частоты диплоидных мутаций с заменой составляет ~ 50 в поколение.
Однако, если вас интересует общее количество вариантов, вам также необходимо принять во внимание невероятно сложную архитектуру структурных вариантов практически в любом геноме, включая также плазмиды, вирусы и транспозоны. Поэтому, когда вы говорите о «доминирующей форме вариации», вам действительно нужно быть немного более конкретным. На основе локуса или даже класса мутаций STR/SSR, вероятно, являются «доминантными», но трудно утверждать, что, например, 1 мутация STR важнее, чем один транспозонный скачок, или одна анеуплоидия хромосомы, или одно сокращение центромерных сателлитов.
Я бы порекомендовал прочитать документы, связанные с немного больше контекста.
Мне не совсем понятно, что вы ищете, когда спрашиваете о том, насколько заметны или доминируют эти два вида вариаций. Но давайте посмотрим глубже.
Гишу и др. (1) сказать:
Между SSR и SNP есть два основных различия. Во-первых, SNP более многочисленны, чем SSR в геноме большинства видов. В среднем в геноме человека имеется один SNP каждые 100–300 пар оснований (Thorisson et al. 2005) по сравнению с одним локусом SSR каждые 2–30 тысяч пар оснований (Webster et al. 2002), в зависимости от того, как расположены SSR. определено (Kelkar et al. 2010). Это может быть важно для полногеномных исследований ассоциации, но не обязательно для других приложений. Во-вторых, частота мутаций на поколение резко различается между двумя типами маркеров. SSR имеют частоту мутаций в диапазоне от к на локус на поколение (Ellegren 2000), по сравнению с примерно для SNP, т.е. на несколько порядков ниже. Как следствие, SNP обычно являются диаллельными: у людей <0,1% SNP являются триаллельными (Lai 2001). Напротив, локусы SSR обычно имеют высокое аллельное богатство, часто превышающее 10 аллелей.
Судя по этим цифрам, SNP встречаются примерно в 80 раз чаще, чем SSR. Это более заметно?
SSR больше, чем SNP, охватывая, возможно, от ста до нескольких сотен баз вместо одной базы (по определению). Локус SSR также встречается во множестве вариантов, например, с числом копий из широкого диапазона, по сравнению с только двумя возможными вариантами, которые обычно встречаются для локуса SNP.
Частота мутаций существенно различается, по-видимому, обычно на 5 порядков выше для SSR, чем для SNP. Обратите внимание, однако, что частота мутаций не влияет напрямую на частоту вариантов, наблюдаемых в геномах существующих организмов: присутствующие варианты являются результатом фильтрации мутаций силами отбора.
Обратите также внимание, что все основания подвержены мутациям, в результате чего образуется SNP, но мутации SSR происходят только там, где уже существует повторяющаяся последовательность. (Кроме того, вероятность мутации становится значимой только тогда, когда существующая последовательность имеет более чем несколько повторов, так как от этого зависит механизм мутации.)
Главный вопрос, однако, заключается в том, каково значение вариации? Вас интересуют вариации только потому, что они маркируют отдельные геномы внутри популяции, или вас интересуют вариации фенотипов особей? Некоторые генетические локусы не имеют отношения к фенотипу, а некоторые могут влиять на фенотип в меньшей или большей степени. SNP могут встречаться где угодно, поэтому можно предположить, что они имеют «справедливый» шанс повлиять на фенотип. С другой стороны, SSR могут возникать только там, где могут возникать повторяющиеся последовательности (и сохраняться там, где они выдерживают селективные силы). В случае SSR изменение числа копий в некоторых контекстах, таких как последовательности, кодирующие белок, может иметь более выраженный фенотипический эффект, чем SNP, и, таким образом, подвергаться более сильным силам отбора.
Я считаю, что как SSR, так и SNP важны, и не очень продуктивно беспокоиться об общей известности или доминировании одного над другим.
Ссылка:
(1) Гишу, Эрван и Лагаш, Лелия и Вагнер, Стефани и Шомей, Филипп и Леже, Патрик и Лепе, Оливье и Лепуатевен, Камиль и Малауса, Тибо и Ревардель, Эммануэль и Сален, Франк и Пети, Реми. (2011). Современные тенденции микросателлитного генотипирования. Ресурсы молекулярной экологии. 11. 591-611. 10.1111/j.1755-0998.2011.03014.х.
Джонниб