Mutações não sinônimas: diferenças entre revisões
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Uma '''substituição não-sinônima''' é uma [[Mutação|mutação de]] [[Nucleótido|nucleotídeo]] que altera a sequência de [[Aminoácido|aminoácidos]] [[Proteína|de uma proteína]] . As substituições não- [[Substituição sinônima|sinônimas diferem das substituições sinônimas]], que não alteram as sequências de aminoácidos e são (às vezes) mutações silenciosas . Como as substituições não sinônimas resultam em uma mudança biológica no organismo, elas estão sujeitas à [[seleção natural]] . |
Uma '''substituição não-sinônima''' é uma [[Mutação|mutação de]] [[Nucleótido|nucleotídeo]] que altera a sequência de [[Aminoácido|aminoácidos]] [[Proteína|de uma proteína]] . As substituições não- [[Substituição sinônima|sinônimas diferem das substituições sinônimas]], que não alteram as sequências de aminoácidos e são (às vezes) mutações silenciosas . Como as substituições não sinônimas resultam em uma mudança biológica no organismo, elas estão sujeitas à [[seleção natural]] . |
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Substituições não-sinônimas em certos loci podem ser comparadas às substituições sinônimas nesses loci para obter a razão K <nowiki><sub id="mwDw">a</sub></nowiki> / K <nowiki><sub id="mwEA">s</sub></nowiki> . Essa proporção é usada para medir a taxa evolutiva de sequências de genes. <ref>{{Citar periódico |url=http://www.cs.mun.ca/~banzhaf/papers/ppsn08_evorate.pdf |titulo=Nonsynonymous to Synonymous Substitution Ratio ka/ks: Measurement for Rate of Evolution in Evolutionary Computation |ultimo=Ting Hu and Wolfgang Banzhaf}}</ref> Se um gene tem níveis mais baixos de substituição de nucleotídeos não-sinônima do que sinônima, então ele pode ser inferido como funcional porque uma razão |
Substituições não-sinônimas em certos loci podem ser comparadas às substituições sinônimas nesses loci para obter a razão K <nowiki><sub id="mwDw">a</sub></nowiki> / K <nowiki><sub id="mwEA">s</sub></nowiki> . Essa proporção é usada para medir a taxa evolutiva de sequências de genes. <ref>{{Citar periódico |url=http://www.cs.mun.ca/~banzhaf/papers/ppsn08_evorate.pdf |titulo=Nonsynonymous to Synonymous Substitution Ratio ka/ks: Measurement for Rate of Evolution in Evolutionary Computation |ultimo=Ting Hu and Wolfgang Banzhaf}}</ref> Se um gene tem níveis mais baixos de substituição de nucleotídeos não-sinônima do que sinônima, então ele pode ser inferido como funcional porque uma razão Ka/ Ks é uma marca registrada de sequências que estão sendo restritas a codificar proteínas.<ref>{{Citar livro|título=Evolutionary analysis|ultimo=1962-|primeiro=Herron, Jon C.|ano=2014|localização=Boston|isbn=978-0321616678|oclc=859267755|edition=Fifth}}</ref> Substituições não-sinônimas também são chamadas de '''mutações de substituição''' . |
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<ref>{{Citar livro|título=Evolutionary analysis|ultimo=1962-|primeiro=Herron, Jon C.|ano=2014|localização=Boston|isbn=978-0321616678|oclc=859267755|edition=Fifth}}</ref> Substituições não-sinônimas também são chamadas de '''mutações de substituição''' . |
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Existem vários tipos comuns de substituições não-sinônimas. <ref name=":02">{{Citar livro|título=Nature encyclopedia of the human genome|data=2003|editora=Nature Pub. Group|localização=London|isbn=978-0333803868|oclc=51668320}}</ref> |
Existem vários tipos comuns de substituições não-sinônimas. <ref name=":02">{{Citar livro|título=Nature encyclopedia of the human genome|data=2003|editora=Nature Pub. Group|localização=London|isbn=978-0333803868|oclc=51668320}}</ref> |
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Mutações missense são substituições não sinônimas que surgem de [[Mutação pontual|mutações pontuais]], mutações em um único nucleotídeo que resultam na substituição de um [[aminoácido]] diferente, resultando em uma alteração na proteína codificada. |
Mutações ''"[[missense]]"'' são substituições não sinônimas que surgem de [[Mutação pontual|mutações pontuais]], mutações em um único nucleotídeo que resultam na substituição de um [[aminoácido]] diferente, resultando em uma alteração na proteína codificada. |
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[[Mutação sem sentido|Mutações sem sentido]] são substituições não sinônimas que surgem quando uma mutação na sequência de DNA faz com que uma proteína termine prematuramente ao alterar o aminoácido original para um [[Codão de terminação|códon de parada]] . Outro tipo de mutação que lida com códons de parada é conhecido como [[Codão de terminação|mutação nonstop]] ou mutação ''"readthrough"'', que ocorre quando um códon de parada é trocado por um códon de aminoácido, fazendo com que a proteína seja mais longa do que o especificado. <ref name=":02">{{Citar livro|título=Nature encyclopedia of the human genome|data=2003|editora=Nature Pub. Group|localização=London|isbn=978-0333803868|oclc=51668320}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true">''Nature encyclopedia of the human genome''. Cooper, David N. (David Neil), 1957-, Nature Publishing Group. London: Nature Pub. Group. 2003. [[International Standard Book Number|ISBN]] [[Especial: BookSources / 978-0333803868|<bdi>978-0333803868</bdi>]]. [[Online Computer Library Center|OCLC]] [//www.worldcat.org/oclc/51668320 51668320].</cite><span class="cs1-maint citation-comment" data-ve-ignore="true">CS1 maint: others ([[:Categoria: CS1 maint: others|link]])</span> |
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A pesquisa sobre a modelagem precisa das taxas de mutação foi conduzida por muitos anos. Um artigo recente de Ziheng Yang e Rasmus Nielsen comparou vários métodos e desenvolveu um novo método de modelagem. Eles descobriram que o novo método era preferível por seus vieses menores, o que o torna útil para triagem em grande escala, mas que o modelo de máxima verossimilhança era preferível na maioria dos cenários por causa de sua simplicidade e sua flexibilidade na comparação de várias sequências, levando em consideração filogenia. <ref>{{Citar web |ultimo=Ziheng Yang and Rasmus Nielsen |url=http://cteg.berkeley.edu/~nielsen/wordpress/wp-content/uploads/2011/06/Yang.Mol_.Biol_.Evol_.2000.pdf |titulo=Estimating Synonymous and Nonsynonymous Substitution Rates Under Realistic Evolutionary Models |acessodata=2017-12-02 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20151020115948/http://cteg.berkeley.edu/~nielsen/wordpress/wp-content/uploads/2011/06/Yang.Mol_.Biol_.Evol_.2000.pdf |arquivodata=2015-10-20}}</ref> |
A pesquisa sobre a modelagem precisa das taxas de mutação foi conduzida por muitos anos. Um artigo recente de Ziheng Yang e Rasmus Nielsen comparou vários métodos e desenvolveu um novo método de modelagem. Eles descobriram que o novo método era preferível por seus vieses menores, o que o torna útil para triagem em grande escala, mas que o modelo de máxima verossimilhança era preferível na maioria dos cenários por causa de sua simplicidade e sua flexibilidade na comparação de várias sequências, levando em consideração filogenia. <ref>{{Citar web |ultimo=Ziheng Yang and Rasmus Nielsen |url=http://cteg.berkeley.edu/~nielsen/wordpress/wp-content/uploads/2011/06/Yang.Mol_.Biol_.Evol_.2000.pdf |titulo=Estimating Synonymous and Nonsynonymous Substitution Rates Under Realistic Evolutionary Models |acessodata=2017-12-02 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20151020115948/http://cteg.berkeley.edu/~nielsen/wordpress/wp-content/uploads/2011/06/Yang.Mol_.Biol_.Evol_.2000.pdf |arquivodata=2015-10-20}}</ref> |
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Pesquisas adicionais feitas por Yang e Nielsen descobriram que as taxas de substituição de não-sinônimos para sinônimos variam entre os loci em diferentes linhagens evolutivas. Durante o estudo de loci nucleares de primatas, ungulados com dedos iguais e roedores, descobriram que a proporção variava significativamente em 22 dos 48 loci estudados. Este resultado fornece fortes evidências contra uma teoria estritamente neutra da evolução molecular, que afirma que as mutações são principalmente neutras ou deletérias, e forneceu suporte para teorias que incluem mutações vantajosas. <ref>{{Citar periódico |url=http://abacus.gene.ucl.ac.uk/ziheng/pdf/1998YangNielsenJMEv46p409.pdf |titulo=Synonymous and Nonsynonymous Rate Variation in Nuclear Genes of Mammals |data=1998 |ultimo=Ziheng Yang and Rasmus Nielsen |paginas=409–418 |bibcode=1998JMolE..46..409Y |citeseerx=10.1.1.19.7744 |doi=10.1007/pl00006320 |pmid=9541535 |volume=46 |journal=Journal of Molecular Evolution}}</ref> Mais tarde diversas publicações demonstraram que a maioria das mutações são deletérias e que para sistemas complexos uma mutação positiva não teria tempo para executar a sua evolução. |
Pesquisas adicionais feitas por Yang e Nielsen descobriram que as taxas de substituição de não-sinônimos para sinônimos variam entre os loci em diferentes linhagens evolutivas. Durante o estudo de loci nucleares de primatas, ungulados com dedos iguais e roedores, descobriram que a proporção variava significativamente em 22 dos 48 loci estudados. Este resultado fornece fortes evidências contra uma teoria estritamente neutra da evolução molecular, que afirma que as mutações são principalmente neutras ou deletérias, e forneceu suporte para teorias que incluem mutações vantajosas. <ref>{{Citar periódico |url=http://abacus.gene.ucl.ac.uk/ziheng/pdf/1998YangNielsenJMEv46p409.pdf |titulo=Synonymous and Nonsynonymous Rate Variation in Nuclear Genes of Mammals |data=1998 |ultimo=Ziheng Yang and Rasmus Nielsen |paginas=409–418 |bibcode=1998JMolE..46..409Y |citeseerx=10.1.1.19.7744 |doi=10.1007/pl00006320 |pmid=9541535 |volume=46 |journal=Journal of Molecular Evolution}}</ref> Mais tarde diversas publicações demonstraram que a maioria das mutações são deletérias<ref>{{Citar periódico |url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29116373/ |titulo=The fundamental theorem of natural selection with mutations |data=2018-06 |acessodata=2021-05-06 |jornal=Journal of Mathematical Biology |número=7 |ultimo=Basener |primeiro=William F. |ultimo2=Sanford |primeiro2=John C. |paginas=1589–1622 |doi=10.1007/s00285-017-1190-x |issn=1432-1416 |pmc=5906570 |pmid=29116373}}</ref><ref>{{Citar periódico |url=https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.5128315 |titulo=Entropy growth and information gain in operating organized systems |data=2019-12-01 |acessodata=2021-05-06 |jornal=AIP Advances |número=12 |ultimo=Crevecoeur |primeiro=Guibert U. |paginas=125041 |doi=10.1063/1.5128315}}</ref><ref>{{Citar periódico |url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3507676/ |titulo=A new look at an old virus: patterns of mutation accumulation in the human H1N1 influenza virus since 1918 |data=2012-10-12 |acessodata=2021-05-06 |jornal=Theoretical Biology & Medical Modelling |ultimo=Carter |primeiro=Robert W |ultimo2=Sanford |primeiro2=John C |paginas=42 |doi=10.1186/1742-4682-9-42 |issn=1742-4682 |pmc=3507676 |pmid=23062055}}</ref><ref>{{Citar periódico |url=https://doi.org/10.1186/s13059-016-1110-1 |titulo=New insights into the generation and role of de novo mutations in health and disease |data=2016-11-28 |acessodata=2021-05-06 |jornal=Genome Biology |número=1 |ultimo=Acuna-Hidalgo |primeiro=Rocio |ultimo2=Veltman |primeiro2=Joris A. |paginas=241 |doi=10.1186/s13059-016-1110-1 |issn=1474-760X |pmc=5125044 |pmid=27894357 |ultimo3=Hoischen |primeiro3=Alexander}}</ref>e que para sistemas complexos uma mutação positiva não teria tempo para executar a sua evolução<ref>{{Citar periódico |url=https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/9789814508728_0012 |titulo=Using Numerical Simulation to Test the ?Mutation-Count? Hypothesis |data=2013-04-10 |acessodata=2021-05-06 |publicado=WORLD SCIENTIFIC |ultimo=Brewer |primeiro=Wesley H. |ultimo2=Baumgardner |primeiro2=John R. |paginas=298–311 |doi=10.1142/9789814508728_0012 |isbn=978-981-4508-71-1 |ultimo3=Sanford |primeiro3=John C.}}</ref>. |
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== Veja Também == |
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Revisão das 00h59min de 6 de maio de 2021
Uma substituição não-sinônima é uma mutação de nucleotídeo que altera a sequência de aminoácidos de uma proteína . As substituições não- sinônimas diferem das substituições sinônimas, que não alteram as sequências de aminoácidos e são (às vezes) mutações silenciosas . Como as substituições não sinônimas resultam em uma mudança biológica no organismo, elas estão sujeitas à seleção natural .
Substituições não-sinônimas em certos loci podem ser comparadas às substituições sinônimas nesses loci para obter a razão K <sub id="mwDw">a</sub> / K <sub id="mwEA">s</sub> . Essa proporção é usada para medir a taxa evolutiva de sequências de genes. [1] Se um gene tem níveis mais baixos de substituição de nucleotídeos não-sinônima do que sinônima, então ele pode ser inferido como funcional porque uma razão Ka/ Ks é uma marca registrada de sequências que estão sendo restritas a codificar proteínas.[2] Substituições não-sinônimas também são chamadas de mutações de substituição .
Tipos
Existem vários tipos comuns de substituições não-sinônimas. [3]
Mutações "missense" são substituições não sinônimas que surgem de mutações pontuais, mutações em um único nucleotídeo que resultam na substituição de um aminoácido diferente, resultando em uma alteração na proteína codificada.
Mutações sem sentido são substituições não sinônimas que surgem quando uma mutação na sequência de DNA faz com que uma proteína termine prematuramente ao alterar o aminoácido original para um códon de parada . Outro tipo de mutação que lida com códons de parada é conhecido como mutação nonstop ou mutação "readthrough", que ocorre quando um códon de parada é trocado por um códon de aminoácido, fazendo com que a proteína seja mais longa do que o especificado. [3]
Seleção natural e a teoria quase neutra
Estudos têm mostrado que a diversidade entre substituições não-sinônimas é significativamente menor do que entre as substituições sinônimas. [4] Isso se deve ao fato de que as substituições não-sinônimas estão sujeitas a pressões seletivas muito mais altas do que as mutações sinônimas. [5] Motoo Kimura (1968) determinou que as taxas de mutação calculadas eram impossivelmente altas, a menos que a maioria das mutações que ocorreram fossem neutras ou "quase neutras". [3] Ele determinou que, se isso fosse verdade, a deriva genética seria um fator mais poderoso na evolução molecular do que a seleção natural. [6] A teoria "quase neutra" propõe que a evolução molecular agindo em substituições não sinônimas, é impulsionada por mutação, deriva genética e seleção natural muito fraca, e que é extremamente sensível ao tamanho da população. [7] Para determinar se a seleção natural está ocorrendo em um determinado local, o teste de McDonald-Kreitman pode ser realizado. [8] O teste consiste na comparação de proporções de genes sinônimos e não sinônimos entre espécies intimamente relacionadas, com a proporção de polimorfismos sinônimos e não sinônimos dentro das espécies. Se as proporções forem as mesmas, então a teoria neutra da evolução molecular é verdadeira para esses loci, e a evolução está ocorrendo principalmente por meio da deriva genética. Se houver mais substituições não sinônimas entre espécies do que dentro de uma espécie, a seleção natural positiva está ocorrendo em alelos benéficos e a seleção natural está ocorrendo. Descobriu-se que substituições não-sinônimas são mais comuns em loci envolvendo resistência a patógenos, loci reprodutivos envolvendo competição de espermatozoides ou interações espermatozoides e genes que se replicaram e ganharam novas funções, indicando que a seleção positiva está ocorrendo. Contudo estes parâmetros são questionados por publicações de John C. Sanford e Willian F. Basener.
Pesquisa
A pesquisa sobre a modelagem precisa das taxas de mutação foi conduzida por muitos anos. Um artigo recente de Ziheng Yang e Rasmus Nielsen comparou vários métodos e desenvolveu um novo método de modelagem. Eles descobriram que o novo método era preferível por seus vieses menores, o que o torna útil para triagem em grande escala, mas que o modelo de máxima verossimilhança era preferível na maioria dos cenários por causa de sua simplicidade e sua flexibilidade na comparação de várias sequências, levando em consideração filogenia. [9]
Pesquisas adicionais feitas por Yang e Nielsen descobriram que as taxas de substituição de não-sinônimos para sinônimos variam entre os loci em diferentes linhagens evolutivas. Durante o estudo de loci nucleares de primatas, ungulados com dedos iguais e roedores, descobriram que a proporção variava significativamente em 22 dos 48 loci estudados. Este resultado fornece fortes evidências contra uma teoria estritamente neutra da evolução molecular, que afirma que as mutações são principalmente neutras ou deletérias, e forneceu suporte para teorias que incluem mutações vantajosas. [10] Mais tarde diversas publicações demonstraram que a maioria das mutações são deletérias[11][12][13][14]e que para sistemas complexos uma mutação positiva não teria tempo para executar a sua evolução[15].
Veja Também
- Missense mutation
- Nonsense mutation
Referências
- ↑ Ting Hu and Wolfgang Banzhaf. «Nonsynonymous to Synonymous Substitution Ratio ka/ks: Measurement for Rate of Evolution in Evolutionary Computation» (PDF)
- ↑ 1962-, Herron, Jon C. (2014). Evolutionary analysis Fifth ed. Boston: [s.n.] ISBN 978-0321616678. OCLC 859267755
- ↑ a b c Nature encyclopedia of the human genome. London: Nature Pub. Group. 2003. ISBN 978-0333803868. OCLC 51668320 Erro de citação: Código
<ref>inválido; o nome ":02" é definido mais de uma vez com conteúdos diferentes - ↑ Li, W.H. (1997). Molecular Evolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates
- ↑ Tomoko, Ohta (1 de janeiro de 1995). «Synonymous and nonsynonymous substitutions in mammalian genes and the nearly neutral theory». Journal of Molecular Evolution (em inglês). 40: 56–63. Bibcode:1995JMolE..40...56T. ISSN 0022-2844. PMID 7714912. doi:10.1007/bf00166595
- ↑ Kimura, Motoo (1968). «Evolutionary Rate at the Molecular Level» (PDF). Nature. 217: 624–626. Bibcode:1968Natur.217..624K. PMID 5637732. doi:10.1038/217624a0
- ↑ Akashi, Hiroshi; Osada, Naoki; Ohta, Tomoko (1 de setembro de 2012). «Weak Selection and Protein Evolution». Genetics (em inglês). 192: 15–31. ISSN 0016-6731. PMC 3430532
. PMID 22964835. doi:10.1534/genetics.112.140178
- ↑ Ohta, Tomoko (10 de dezembro de 2002). «Near-neutrality in evolution of genes and gene regulation». Proceedings of the National Academy of Sciences (em inglês). 99: 16134–16137. Bibcode:2002PNAS...9916134O. ISSN 0027-8424. PMC 138577. PMID 12461171. doi:10.1073/pnas.252626899
- ↑ Ziheng Yang and Rasmus Nielsen. «Estimating Synonymous and Nonsynonymous Substitution Rates Under Realistic Evolutionary Models» (PDF). Consultado em 2 de dezembro de 2017. Cópia arquivada (PDF) em 20 de outubro de 2015
- ↑ Ziheng Yang and Rasmus Nielsen (1998). «Synonymous and Nonsynonymous Rate Variation in Nuclear Genes of Mammals» (PDF). Journal of Molecular Evolution. 46: 409–418. Bibcode:1998JMolE..46..409Y. CiteSeerX 10.1.1.19.7744. PMID 9541535. doi:10.1007/pl00006320
- ↑ Basener, William F.; Sanford, John C. (junho de 2018). «The fundamental theorem of natural selection with mutations». Journal of Mathematical Biology (7): 1589–1622. ISSN 1432-1416. PMC 5906570. PMID 29116373. doi:10.1007/s00285-017-1190-x. Consultado em 6 de maio de 2021
- ↑ Crevecoeur, Guibert U. (1 de dezembro de 2019). «Entropy growth and information gain in operating organized systems». AIP Advances (12). 125041 páginas. doi:10.1063/1.5128315. Consultado em 6 de maio de 2021
- ↑ Carter, Robert W; Sanford, John C (12 de outubro de 2012). «A new look at an old virus: patterns of mutation accumulation in the human H1N1 influenza virus since 1918». Theoretical Biology & Medical Modelling. 42 páginas. ISSN 1742-4682. PMC 3507676. PMID 23062055. doi:10.1186/1742-4682-9-42. Consultado em 6 de maio de 2021
- ↑ Acuna-Hidalgo, Rocio; Veltman, Joris A.; Hoischen, Alexander (28 de novembro de 2016). «New insights into the generation and role of de novo mutations in health and disease». Genome Biology (1). 241 páginas. ISSN 1474-760X. PMC 5125044. PMID 27894357. doi:10.1186/s13059-016-1110-1. Consultado em 6 de maio de 2021
- ↑ Brewer, Wesley H.; Baumgardner, John R.; Sanford, John C. (10 de abril de 2013). «Using Numerical Simulation to Test the ?Mutation-Count? Hypothesis». WORLD SCIENTIFIC: 298–311. ISBN 978-981-4508-71-1. doi:10.1142/9789814508728_0012. Consultado em 6 de maio de 2021
