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Una sustitución no sinónima es una mutación de nucleótidos que altera la secuencia de aminoácidos de una proteína . Las sustituciones no sinónimas difieren de las sustituciones sinónimas , que no alteran las secuencias de aminoácidos y son (a veces) mutaciones silenciosas . Como las sustituciones no sinónimas dan como resultado un cambio biológico en el organismo, están sujetas a la selección natural .

Sustituciones no sinónimas en cierto loci pueden ser comparados con las sustituciones sinónimas en que loci para obtener el K un / K s relación . Esta relación se utiliza para medir la tasa de evolución de las secuencias de genes. [1] Si un gen tiene niveles más bajos de nonsynonymous de sustitución de nucleótidos sinónimo, a continuación, se puede inferir que ser funcional debido a que un K un / K s relación de <1 es un sello distintivo de las secuencias que se están constreñidos a codifican para las proteínas.

[2] Las sustituciones no sinónimas también se denominan mutaciones de reemplazo .

Tipos [ editar ]

Hay varios tipos comunes de sustituciones no sinónimas. [3]

Las mutaciones sin sentido son sustituciones no sinónimas que surgen de mutaciones puntuales , mutaciones en un solo nucleótido que dan como resultado la sustitución de un aminoácido diferente , lo que da como resultado un cambio en la proteína codificada.

Las mutaciones sin sentido son sustituciones no sinónimas que surgen cuando una mutación en la secuencia de ADN hace que una proteína termine prematuramente al cambiar el aminoácido original a un codón de terminación . Otro tipo de mutación que se ocupa de los codones de terminación se conoce como mutación ininterrumpida o mutación de lectura continua, que ocurre cuando un codón de terminación se intercambia por un codón de aminoácido, lo que hace que la proteína sea más larga de lo especificado. [3]

La selección natural y la teoría casi neutral [ editar ]

Los estudios han demostrado que la diversidad entre sustituciones no sinónimas es significativamente menor que entre sustituciones sinónimas. [4] Esto se debe al hecho de que las sustituciones no sinónimas están sujetas a presiones selectivas mucho más altas que las mutaciones sinónimas. [5] Motoo Kimura (1968) determinó que las tasas de mutación calculadas eran increíblemente altas, a menos que la mayoría de las mutaciones que ocurrieron fueran neutrales o "casi neutrales". [3] Determinó que si esto fuera cierto, la deriva genética sería un factor más poderoso en la evolución molecular que la selección natural. [6]La teoría "casi neutral" propone que la evolución molecular que actúa sobre sustituciones no sinónimas está impulsada por mutaciones, deriva genética y una selección natural muy débil, y que es extremadamente sensible al tamaño de la población. [7] Para determinar si la selección natural se lleva a cabo en ciertos loci, se puede realizar la prueba de McDonald-Kreitman . [8] La prueba consiste en comparar proporciones de genes sinónimos y no sinónimos entre especies estrechamente relacionadas con la proporción de polimorfismos sinónimos y no sinónimos dentro de las especies. Si las proporciones son las mismas, entonces la teoría neutra de la evolución moleculares cierto para esos loci, y la evolución procede principalmente a través de la deriva genética. Si hay más sustituciones no sinónimas entre especies que dentro de una especie, se está produciendo una selección natural positiva en los alelos beneficiosos y se está produciendo una selección natural. [3] Se ha descubierto que las sustituciones no sinónimas son más comunes en loci que involucran resistencia a patógenos, loci reproductivos que involucran competencia de esperma o interacciones óvulo-esperma, y ​​genes que se han replicado y adquirido nuevas funciones, lo que indica que se está produciendo una selección positiva. [3]

Investigación [ editar ]

Durante muchos años se han realizado investigaciones sobre el modelado preciso de las tasas de mutación. Un artículo reciente de Ziheng Yang y Rasmus Nielsen comparó varios métodos y desarrolló un nuevo método de modelado. Descubrieron que el nuevo método era preferible por sus sesgos más pequeños, que lo hacen útil para el cribado a gran escala, pero que el modelo de máxima verosimilitud era preferible en la mayoría de los escenarios debido a su simplicidad y su flexibilidad para comparar múltiples secuencias teniendo en cuenta filogenia. [9]

Investigaciones posteriores de Yang y Nielsen encontraron que las proporciones de sustitución no sinónima y sinónima variaban entre loci en diferentes linajes evolutivos. Durante su estudio de los loci nucleares de primates, ungulados de dedos iguales y roedores, encontraron que la proporción variaba significativamente en 22 de los 48 loci estudiados. Este resultado proporciona una fuerte evidencia en contra de una teoría estrictamente neutral de la evolución molecular, que establece que las mutaciones son en su mayoría neutrales o perjudiciales, y proporciona apoyo a las teorías que incluyen mutaciones ventajosas. [10]

Ver también [ editar ]

  • Mutación sin sentido
  • Mutación sin sentido

Referencias [ editar ]

  1. ^ Ting Hu y Wolfgang Banzhaf. "Razón de sustitución no sinónima a sinónima ka / ks: medición de la tasa de evolución en el cálculo evolutivo" (PDF) . Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  2. ^ 1962-, Herron, Jon C. (2014). Análisis evolutivo . Freeman, Scott, 1955-, Hodin, Jason A., 1969-, Miner, Brooks Erin, Sidor, Christian A. (Quinta ed.). Bostón. ISBN 978-0321616678. OCLC  859267755 .CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  3. ^ a b c d e Enciclopedia de la naturaleza del genoma humano . Cooper, David N. (David Neil), 1957-, Nature Publishing Group. Londres: Nature Pub. Grupo. 2003. ISBN 978-0333803868. OCLC  51668320 .CS1 maint: otros ( enlace )
  4. ^ Li, WH (1997). Evolución molecular . Sunderland, MA: Sinauer Associates.
  5. ↑ Tomoko, Ohta (1 de enero de 1995). "Sustituciones sinónimas y no sinónimas en genes de mamíferos y la teoría casi neutral". Revista de evolución molecular . 40 (1): 56–63. Código bibliográfico : 1995JMolE..40 ... 56T . doi : 10.1007 / bf00166595 . ISSN 0022-2844 . PMID 7714912 .  
  6. ^ Kimura, Motoo (1968). "Tasa evolutiva a nivel molecular" (PDF) . Naturaleza . 217 (5129): 624–626. Código Bibliográfico : 1968Natur.217..624K . doi : 10.1038 / 217624a0 . PMID 5637732 .  
  7. ^ Akashi, Hiroshi; Osada, Naoki; Ohta, Tomoko (1 de septiembre de 2012). "Selección débil y evolución de proteínas" . Genética . 192 (1): 15–31. doi : 10.1534 / genetics.112.140178 . ISSN 0016-6731 . PMC 3430532 . PMID 22964835 .   
  8. ↑ Ohta, Tomoko (10 de diciembre de 2002). "Casi neutralidad en la evolución de genes y regulación de genes" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 99 (25): 16134–16137. Código bibliográfico : 2002PNAS ... 9916134O . doi : 10.1073 / pnas.252626899 . ISSN 0027-8424 . PMC 138577 . PMID 12461171 .   
  9. ^ Ziheng Yang y Rasmus Nielsen. "Estimación de tasas de sustitución sinónimas y no sinónimas en modelos evolutivos realistas" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 20 de octubre de 2015 . Consultado el 2 de diciembre de 2017 .
  10. ^ Ziheng Yang y Rasmus Nielsen (1998). "Variación de tasa sinónima y no sinónima en genes nucleares de mamíferos" (PDF) . Revista de evolución molecular . 46 (4): 409–418. Código bibliográfico : 1998JMolE..46..409Y . CiteSeerX 10.1.1.19.7744 . doi : 10.1007 / pl00006320 . PMID 9541535 .   

Enlaces externos [ editar ]

  • Sinónimos y no sinónimos
  • Métodos simples para estimar el número de sustituciones de nucleótidos sinónimas y no sinónimas