Übergänge sind Basenmutationen von Purin zu Purin (A <-> G) oder Pyrimidin zu Pyrimidin (C <-> T). Transversionen sind Purin zu Pyrimidin oder umgekehrt (A <-> C, A <-> T, G <-> C, G <-> T). Und es ist bekannt, dass Übergänge in den Populationen häufiger sind als Transversionen.
Was ist also der Zustand in der Evolution von duplizierten Genen? Angenommen, ein Gen A wird mit zwei Kopien A1 und A2 im selben Genom dupliziert (nicht zwei Allele in verschiedenen Chromosomensätzen oder dasselbe Gen in zwei verschiedenen Zellen/Organismen). Zuerst hatten A1 und A2 die gleiche Sequenz, aber dann durchliefen sie einen Evolutionsprozess und jeder bekam einige Mutationen. Überprüfen wir nun noch einmal die Reihenfolge von A1 und A2, sind die Unterschiede zwischen A1 und A2 hauptsächlich Übergänge statt Transversionen?
Obwohl ich denke, dass es nicht überraschend wäre, herauszufinden, dass Übergänge bei diesem Zustand häufiger sind, habe ich einige Artikel durchsucht, die sich auf die Evolution von duplizierten Genen konzentrieren, um nach Unterstützung zu suchen. Sie diskutieren jedoch hauptsächlich, was mit ihren Funktionen statt Sequenzen passiert ist.
Wenn wir bedenken, dass die biochemischen Auswirkungen von Übergängen gegenüber Transversionen in den beiden Szenarien konstant sind, kann die einzige Diskrepanz auf dem Grad der reinigenden Selektion oder dem Grad der positiven diversifizierenden Selektion oder beiden zwischen den beiden Duplikaten beruhen.
Das bei weitem häufigste Schicksal einer doppelten Kopie ist, dass die reinigende Selektion gelockert wird, was zu anwachsenden schädlichen Mutationen und schließlich zum Verlust führt. Dies bedeutet, dass die Fixierung von nicht-synonymen Mutationen häufiger ist, und da Transversionen eher nicht-synonym sind, impliziert dies, dass die Fixierungsrate für Transversionen zunehmen würde.
In ähnlicher Weise könnte man eine funktionelle Veränderung erwarten, die zu einer positiven diversifizierenden Selektion führt, was eine höhere Fixierungsrate von nicht-synonymen Mutationen und, der gleichen Logik wie oben folgend, eine größere Transversionsrate impliziert.
Ob diese beitragende Erhöhung der Fixierungsrate von Transversionen bedeutet oder nicht, dass die Anzahl der Transversionen tatsächlich die der Übergänge übersteigt, oder ob stattdessen lediglich das Verhältnis von Übergang zu Transversion abnimmt, hängt von dem jeweiligen Gen und dem selektiven Szenario ab.
Als letzte Anmerkung, während die erste Ursache, die ich identifiziert habe (biochemisch), tatsächlich die Mutationsrate verändert , sind die selektionsspezifischen Faktoren Veränderungen der Fixierungsrate, die ein Prozess auf Bevölkerungsebene ist. Während also die relativen Übergangs- und Transversionsraten gleich bleiben können, sind die Fixierungsraten dieser beiden Mutationskategorien zwischen den beiden doppelten Kopien der wichtige Unterschied.