Wie viele Kinder müssen geboren werden, damit jede mögliche Punktmutation einmal auftritt? [geschlossen]

Ich lese The Perfect Health Diet, und darin sagt der Autor, dass die Wahrscheinlichkeit einer Punktmutation (175/3*10^9) pro neugeborenem Kind beträgt. Dann schreibt er weiter:

Im Paläolithikum mit 100.000 Kindern pro Generation hätte es 8.000 Generationen oder 160.000 Jahre gedauert, bis jede mögliche Mutation einmal aufgetreten wäre.

Heute, mit mehr als einer Milliarde Kindern pro Generation, tritt jede mögliche Punktmutation jetzt etwa zwanzig Mal pro Generation oder fast jährlich auf.

Unter Verwendung seiner Wahrscheinlichkeit erhalte ich, dass Sie 1 / (175 / (3 * 10^9)) benötigen (was ungefähr 17 Millionen Kindern entspricht). Aber er schreibt, dass man für die Altsteinzeit 10000 * 8000 = 80 Millionen Kinder braucht! Kann mir jemand auf die Sprünge helfen, woher er diese Nummer hat?

BEARBEITEN Meine Mathematik war falsch :-) und die og-Berechnung weggelassen. Hier ist die Referenz, die er zitiert:

„Estimate of the Mutation Rate per Nucleotide in Humans“ von Michael W. Nachman und Susan L. Crowell In der Zusammenfassung schreiben sie: „Die durchschnittliche Mutationsrate wurde auf 2,5 x 10^-8 Mutationen pro Nucleotidstelle oder 175 Mutationen pro diploidem Genom geschätzt pro Generation."

Gibt er eine Referenz für diese Mutationswahrscheinlichkeit an? Ich erinnere mich an kleinere Zahlen.
Dies setzt voraus, dass die Mutationsraten im gesamten Genom konstant sind, was im Allgemeinen nicht der Fall ist (siehe z . B. Smith et al. 2002. Deterministic Mutation Rate Variation in the Human Genome ). Daher denke ich, dass die Aussage / Berechnung auf unbegründeten Annahmen beruht, und stimme daher dafür, dass sie als "hauptsächlich meinungsbasiert" geschlossen wird.
Die Echtheit dieses Textes erscheint zweifelhaft.
Ich habe die von ihm zitierte Referenz hinzugefügt.

Antworten (1)

Ich glaube nicht, dass die Argumentation des Buches richtig ist.

Es gibt etwa 3 Milliarden Basenpaare im menschlichen Genom, aber nur etwa 25.000 proteinkodierende Gene. Aus dem Kopf heraus erinnere ich mich, dass jedes Kind ungefähr 30 Mutationen hat. Wenn das im Gesamtgenom ist und wenn es alles Punktmutationen waren und es 4 Optionen für das Basenpaar gibt, dann haben wir 30 Mutationen aus 12 Milliarden Optionen bei jedem Kind. Damit hat jede mögliche Punktmutation eine Wahrscheinlichkeit von 30 / 12  Milliarde = 2.5 × 10 9 oder 1 / ( 2.5 × 10 9 ) wenn du möchtest. Die Buchnummer ist 23-mal größer, liegt aber im gleichen Bereich. Nennen wir das Wahrscheinlichkeit P .

Nun ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Mutation bei n Kindern mindestens einmal auftritt, gleich eins minus der Wahrscheinlichkeit, dass sie bei n Kindern nie auftritt. Mit anderen Worten:

1 ( 1 P ) N =
1 ( 1 2.5 × 10 9 ) N =
1 ( 0,9999999975 ) N

Wenn wir wollen, dass die Mutation mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % auftritt, müssen wir lösen: 1 ( 0,9999999975 ) N = 0,9 Das hat die Lösung N = 1 × 10 9

Mit anderen Worten, bei 1 Milliarde Kindern ist jede Punktmutation mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % mindestens einmal aufgetreten. Mathematisch ist dies nicht dasselbe wie zu sagen, dass jede Mutation aufgetreten sein wird. Tatsächlich impliziert dies, dass 5 % der Mutationen nicht aufgetreten sind. Aber vielleicht überraschenderweise brauchen wir nur 4-5 Milliarden, um die Chance auf 99,999 % zu erhöhen. Das lässt immer noch dreißigtausend Punktmutationen aus, ist aber ausreichend nah an „jedem“.

Vergleichen Sie dies mit den Zahlen, die Sie erwähnt haben: n = 17 Millionen gibt jedem Gen eine Wahrscheinlichkeit von 4 %, dass es auftritt. n = 80 Millionen gibt jedem Gen eine Wahrscheinlichkeit von 18 %, dass es auftritt.

Zweitens eine obligatorische Tirade. :-) "The Perfect Health Diet" wurde von Paul und Shou-Ching Jaminet geschrieben, einem Astrophysiker bzw. Molekularbiologen. Dies hat das Potenzial, die Vorliebe des Physikers für zu starke Vereinfachungen mit dem Mangel an mathematischen Fähigkeiten des Biologen zu verbinden. Wir sehen beides in der Passage, nach der Sie fragen. Eine schäbige Berechnung über eine zu starke Vereinfachung dessen, worum es bei Mutationen und Evolution geht. Sowohl die Verwendung eines Wortes wie „Entgiftung“ im Umschlag des Buches als auch die Erwähnung, wie Krankheiten spontan verschwinden, wenn Sie sich richtig ernähren, sind beides starke verrückte Indikatoren. Es ist die Art von Denken, die Steve Jobs umgebracht hat, weil er nicht früh genug medizinische Hilfe gesucht, sondern versucht hat, sich aus seiner Krankheit herauszufressen.

Es gibt nicht 4 Chancen für jedes Basenpaar, sondern nur 2. Wir sind diploid, nicht tetraploid.
@chris: Ich dachte an die 4 Basen A, T, C, G. Aber vielleicht sollte das auch als zwei gezählt werden.
Danke, dass du meine 2-Uhr-Berechnung gesprengt hast :) schöne Erklärung