Warum ist statistisch gesehen die Zahl der mutierten Gene in Eiern, die mit chemischer Mutagenese behandelt wurden, eins?

Die erwartete Anzahl von Mutationen würde nicht der Normalverteilung (ND) folgen, wie Sie spekuliert haben, da eine ND auch negative Werte haben würde, da sie von reicht$(-\infty,\infty)$, wie Remi auch betont hat. In vielen Fällen kann eine ND angenähert werden, weil die Varianz so gering wäre, dass man praktisch keine negativen Werte finden kann. Es ist jedoch eine falsche Annahme, standardmäßig alle biologischen Statistiken als ND zu betrachten. Bitte sehen Sie sich diesen Beitrag an. Grundsätzlich können ND-Annäherungen an mehreren Messungen vorgenommen werden, die dem zentralen Grenzwertsatz folgen. Nun, in Ihrem Fall einer ND, die auf 1 zentriert ist, werde ich Ihnen sagen, wie das unmöglich ist. Sie können 2 und mehr als 2 Mutationen haben, aber Sie können nicht weniger als 0 Mutationen haben. Die Verteilung ist nicht symmetrisch und rechtsschief. Sie können auch keine Teilmutationen haben und daher muss die Verteilung diskret und nicht kontinuierlich sein.

Die Mutagenese selbst kann als Poisson-Prozess modelliert werden. Weitere Informationen hierzu finden Sie in diesem Beitrag . Also die Wahrscheinlichkeit von$k$Mutationen in einem Zeitfenster,$t$, kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

Wo$\lambda$ist die Mutageneserate.

Die mittlere Anzahl von Mutationen (und auch die Varianz für eine Poisson-Verteilung) wäre$\lambda t$.

Nun wäre die Mutageneserate proportional zur Konzentration des Mutagens. Ich spekuliere , dass die Beziehung zwischen ihnen einer Sättigungskinetik folgen würde (wie Michaelis-Menten), aber bei niedrigeren Konzentrationen wäre sie im Wesentlichen linear.

Darüber hinaus würde die Mutageneserate auch vom Zelltyp abhängen.

Daher ist eine Standardisierung erforderlich, und Labore, die seit langem auf diesem Gebiet arbeiten, entwickeln standardisierte Protokolle (mit spezifischen Mutagenkonzentrationen und Behandlungszeiten), mit denen sie Mehrfachmutationen vermeiden können. Selbst dann müssen sie viele Individuen untersuchen, um die Nicht-Mutanten herauszufiltern.

Grundsätzlich gibt es keine magische Zahl.

Mit dem genetischen Vorwärtsscreen- Ansatz würden Sie den Organismus mit Ihrem Mutagen behandeln und ihn kreuzen, um Mutanten zu produzieren. Bei der Vorwärtsgenetik verwenden Sie einen Phänotyp, um ein Gen zu kartieren. Sie isolieren die Mutanten basierend auf dem Phänotyp und führen einen Komplementationstest durch , um festzustellen, ob die Mutation auf demselben Gen oder auf verschiedenen Genen lag. Dies wurde klassischerweise mit Drosophila durchgeführt .

Beim klassischen genetischen Ansatz würde ein Forscher dann das Gen auf seinem Chromosom lokalisieren (kartieren), indem er es mit Individuen kreuzt, die andere ungewöhnliche Merkmale tragen, und Statistiken darüber sammelt, wie häufig die beiden Merkmale zusammen vererbt werden. Klassische Genetiker hätten phänotypische Merkmale verwendet, um die neuen mutierten Allele zu kartieren. Letztendlich besteht die Hoffnung, dass solche Screens einen ausreichend großen Umfang erreichen würden, dass die meisten oder alle neu erzeugten Mutationen einen zweiten Treffer eines Locus darstellen und das Genom im Wesentlichen mit Mutationen sättigen würden. Diese Art der Sättigungsmutagenese wurde in klassischen Experimenten verwendet, um Sätze von Genen zu definieren, die ein absolutes Minimum für das Auftreten spezifischer Phänotypen waren. Solche anfänglichen Screens waren jedoch entweder unvollständig, da ihnen redundante Loci und epigenetische Effekte fehlten, und solche Screenings waren für bestimmte Phänotypen, denen direkt messbare Phänotypen fehlen, schwierig durchzuführen. Außerdem dauert ein klassischer genetischer Ansatz deutlich länger.

Quelle: Wikipedia

Der Grund, warum ich diese Antwort gepostet habe, liegt im Kontext der chemischen Mutagenese, der auf 335 Ihrer Quelle bereitgestellt wird :

Chemische Mutagenese Die Verwendung chemischer Mittel wie EMS oder ENU zur Mutagenese von Hunderten oder Tausenden von Eiern/Larven zum Zweck der Durchführung eines genetischen Vorwärtsscreenings.

Was ich denke, sagt der Text

Der Text, den Sie zitieren, ist etwas unklar (beachten Sie, dass es sich angesichts der verwendeten Sprache nicht um einen Peer-Review-Artikel handelt). Ich würde basierend auf dem Zitat denken, dass die Behandlung so gewählt wird, dass die erwartete Anzahl von Mutationen 1 ist.

Aber wie können die Wissenschaftler wissen, welcher Organismus oder welche Zelle nur ein mutiertes Gen enthält?

Sie nehmen an, dass sie die Linien durchforsten, um diejenigen herauszufinden, die eine einzige Mutation enthalten. Das behauptet der zitierte Text nicht. Der zitierte Text besagt nur, dass die Behandlung Mutationen mit einer Rate von 1 pro Genom erzeugt.

Wenn sie die Linien durchsuchen müssten, um diejenigen auszuwählen, die irgendwo eine einzige Mutation aufweisen, dann wäre die Sequenzierung die einzige Lösung.

Hinweis zu Statistiken

Die Anzahl der mutierten Gene nach der Behandlung ist wahrscheinlich Poisson-verteilt, nicht normalverteilt. Eine Normalverteilung ist sowieso eine kontinuierliche Wahrscheinlichkeitsverteilung und wird dazwischen begrenzt$-\infty$Und$+\infty$, während eine negative Anzahl von Mutationen keinen Sinn macht.

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