HAR1 schnelle Mutation

Aus Wiki :

Human Accelerated Region 1 (HAR1) ist ein Segment des menschlichen Genoms, das sich auf dem langen Arm von Chromosom 20 befindet. Es ist eine Human Accelerated Region. [..] Diese 49 Regionen stellen Teile des menschlichen Genoms dar, die sich evolutionär deutlich von hochkonservierten Regionen unserer nächsten [lebenden Verwandten, der Schimpansen] unterscheiden.

Was könnte diese Unterschiede erklären?

Eine Berechnung der Rückseite des Umschlags zeigt, dass man im Laufe von 8 Millionen Jahren bei einer Rate von 64 Mutationen pro Generation mit 1 % mutierter Basenpaare rechnen kann. Tatsächlich hat das HAR1 der Länge 106 bp 1,08 Substitutionen im Schimpansen. Aber Menschen haben 13,93. (Daten: siehe Tabelle in diesem Artikel .)

Können Sie bitte zeigen, wie Sie die 1% berechnet haben? Wenn Sie angeben the HAR1 of length 106 bp has 1.08 substitutions in the chimp, meinen Sie Substitution im Vergleich zu welcher Art? But humans have 13.93Substitutionen im Vergleich zu Schimpansen, vermute ich? Oder haben Sie vielleicht versucht, die hypothetische Abfolge des Vorfahren zu rekonstruieren und damit verglichen? Oder haben Sie vielleicht auf eine Veröffentlichung verwiesen, die ein versteinertes Genom sequenziert hat?
@Remi.b: Ja, das habe ich mich auch gefragt, aber ich denke, beide Zahlen beziehen sich auf den jüngsten gemeinsamen Vorfahren. Bei 64 Mutationen pro Generation über 400'000 Generationen sind das ungefähr 25 Millionen Mutationen auf 3 Milliarden bp oder ungefähr 1%.
Aber woher hast du diese Zahlen? Zum Beispiel kann ich die Zahl 13,93 in den verlinkten Wikipedia-Artikeln nicht sehen.

Antworten (1)

Substitutionsrate an neutralen Sequenzen

Die Rate der Substitutionen an neutralen Sequenzen wird durch die Mutationsrate angegeben. Es ist ein sehr einfaches und klassisches Ergebnis. Es liegt daran, dass die Wahrscheinlichkeit, jede neue neutrale Mutation zu beheben, höher ist 1 2 N (die Sie aus einem Moran-Verzweigungsprozess sowie aus einem einfachen Wright-Fisher-Modell der genetischen Drift berechnen können) und es gibt 2 N μ , neue Mutationen bei jeder Generation (wobei N ist die Bevölkerungsgröße und μ die haploide Mutationsrate), was zu einer Substitutionsrate von führt 2 N μ 1 2 N = μ .

Substitutionsrate an nicht neutralen Sequenzen

Eine vorteilhafte Mutation hat eine höhere Wahrscheinlichkeit als 1 2 N zu beheben, während eine schädliche Mutation eine geringere Wahrscheinlichkeit als hat 1 2 N reparieren. Je mehr vorteilhafte Mutationen daher vorhanden sind, desto höher ist die Substitutionsrate. Es gibt eine Reihe von Annäherungen an die Fixierungswahrscheinlichkeit einer nicht neutralen Mutation. Beispielsweise kann man unter Verwendung von Diffusionsgleichungen die Wahrscheinlichkeit der Fixierung einer schädlichen Mutation mit dem Selektionskoeffizienten approximieren S von 1 − e − 4 S N 1 − e − 4 N S aus irgendeinem Kimura-Papier.

Diese Substitutionsrate hängt daher vom Auswahlszenario ab. Es ist niedriger als μ in konservierten Sequenzen und es ist höher als μ in Sequenzen, die einer positiven Selektion unterzogen werden. Der Grund für sich so schnell entwickelnde Sequenzen ist also, dass sie einer positiven Selektion unterliegen.

Wie wäre es mit HAR1?

Ohne nach einer genaueren Aussage aus der wissenschaftlichen Literatur zu suchen, sagt derselbe Wikipedia-Artikel, den Sie zitieren

HAR1A ist im sich entwickelnden menschlichen Gehirn zwischen der 7. und 18. Schwangerschaftswoche aktiv. Es kommt im dorsalen Telencephalon von Föten vor. Bei erwachsenen Menschen ist es im gesamten Kleinhirn und Vorderhirn zu finden; es wird auch in den Hoden gefunden.[1] Es gibt Hinweise darauf, dass HAR1 bei Personen mit der Huntington-Krankheit durch REST unterdrückt wird, was möglicherweise zu der mit der Krankheit verbundenen Neurodegeneration beiträgt

Es gibt Ihnen bereits eine vage Vorstellung von potenziellem Selektionsdruck auf diese Sequenzen im menschlichen Genom.

Die Rate ist höher in Sequenzen, die einer positiven Selektion unterzogen werden, ist für mich keine Erklärung. Was ist der Mechanismus? Wird die Mutationsrate unter „neutraler Selektion“ tatsächlich gedämpft (nämlich 13-fach?)?
Ich bin mir nicht sicher, ob ich verstehe, was Ihnen unklar ist, aber versuchen wir, uns durchzuarbeiten. Eine vorteilhafte Mutation hat eine höhere Wahrscheinlichkeit als 1 2 N zu beheben, während eine schädliche Mutation eine geringere Wahrscheinlichkeit als hat 1 2 N reparieren. Je mehr vorteilhafte Mutationen daher vorhanden sind, desto höher ist die Substitutionsrate. Klärt das die Sache auf?
Ok, der "Mechanismus" ist also statistisch: Mutationen führen nicht leicht zu Substitutionen, weil sie, da sie in der Population verdünnt werden, ausgesondert werden. Ohne Selektionsdruck ist die Substitutionsrate also geringer als die Mutationsrate. Ja? Vielleicht verwende ich die Terminologie nicht richtig.
Die genaue Anzahl der Substitutionen ist definitiv ein stochastischer Prozess. Bei fehlender Selektion beträgt die Substitutionsrate μ . Wenn Mutationen oft vorteilhaft sind, dann ist die Substitutionsrate höher als μ . Wenn Mutationen schädlich sind, dann ist die Substitutionsrate niedriger als μ . Du hast gesagt So in absence of selection pressure, the substitution rate is lower than the mutation rate.. Nun, es hängt davon ab, ob die Selektion reinigend oder positiv ist.
OK danke. Ich stimme für potenziell nützliche Hinweise, kann die aktuelle Antwort jedoch aufgrund mangelnder Klarheit nicht akzeptieren.
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