BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Evolusi
urutan DNA adalah perubahan nudeo-pasang surut dengan waktu. Proses ini layak mendapat
pertimbangan rinci karena perubahan dalam suatu urutan nucleoticks: digunakan dalam
studi evolusi molekuler baik untuk memperkirakan laju evolusi dan untuk
merekonstruksi evolusi nya ¬ tory organisme.Namun, karena proses substitusi
nudeotide biasanya sangat lambat, tidak dapat diamati dalam kehidupan
researdier's. Oleh karena itu, untuk mendeteksi perubahan evolusioner dalam
urutan DNA, kita menggunakan metode-metode komparatif dimana urutan tertentu
dibandingkan dengan yang lain dengan urutan yang berbagi nenek moyang yang sama
di masa lalu evolusi.
DNA inti memiliki jumlah basa yang lebih banyak
dibandingkan mtDNA, tetapi molekul mtDNA terdapat dalam jumlah kopi yang jauh
lebih banyak daripada molekul DNA inti. Karakteristik mtDNA ini sangat berguna
pada situasi di mana jumlah DNA dalam sampel ini sangat terbatas, seperti
sampel-sampel yang diambil dari kasus kriminal yaitu rambut, tulang, gigi,
cairan tubuh (air liur, air mani, darah) (Moore, Dalam bab sebelumnya, kita menjelaskan proses evolusi
sebagai rangkaian substitusi gen di mana alel baru yang timbul sebagai
progresif mutasi tunggal ¬ sively meningkatkan frekuensi mereka dan pada
akhirnya menjadi tetap dalam populasi. Kita sekarang melihat proses
dari suatu sudut pandang yang berbeda. Kami mencatat bahwa alel yang
menjadi tetap berbeda dalam urutan mereka dari alel yangmereka mengganti. Jika kita menggunakan skala
waktu di mana satu unit waktu yang lebih besar dari waktu fiksasi, urutan DNA
pada setiap lokus yang diberikan akan terlihat berubah terus menerus.
Untuk alasan ini, sangat
menarik untuk mempelajari bagaimana nudeotides dari perubahan urutan DNA dengan
waktu. Seperti dijelaskan kemudian,
hasil penelitian ini dapat digunakan untuk mengembangkan metode untuk
memperkirakan jumlah tutions ¬ substi antara dua sekuen.
Untuk mempelajari
dinamika substitusi nukleotida, kita harus membuat beberapa asumsi mengenai kemungkinan substitusi
dari satu nukleotida oleh orang lain. Banyak skema matematika
tersebut telah diusulkan dalam literatur. Kami akan membatasi diskusi
kita hanya yang paling sederhana dan paling sering digunakan: (1969) Jukes
model dan penyanyi satu-parameter dan (1980) model Kimura dua-parameter. Untuk review model yang
lebih umum, pembaca dapat berkonsultasi Li et al. (1985a).
1.2 Rumusan masalah
1.
Mengetahui bagaimana evolusi
sebagai urutan DNA?
2.
Mengetahui jumlah substitusi nukleotida antara dua urutan DNA?
1.3 Tujuan
a.
Untuk mengetahui evolusi di katakan sebagai urutan DNA.
b.
Untuk mengetahui substitusi nukleotida dalam urutan DNA.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Evolusi urutan DNA
Evolusi
urutan DNA adalah perubahan nudeo-pasang surut dengan waktu. Proses ini layak mendapat
pertimbangan rinci karena perubahan dalam suatu urutan nucleoticks: digunakan
dalam studi evolusi molekuler baik untuk memperkirakan laju evolusi dan untuk
merekonstruksi evolusi nya ¬ tory organisme.Namun, karena proses substitusi
nudeotide biasanya sangat lambat, tidak dapat diamati dalam kehidupan
researdier's. Oleh karena itu, untuk mendeteksi perubahan evolusioner dalam
urutan DNA, kita menggunakan metode-metode komparatif dimana urutan tertentu
dibandingkan dengan yang lain dengan urutan yang berbagi nenek moyang yang sama
di masa lalu evolusi. perbandingan seperti ini membutuhkan metode statistik, beberapa
yang dibahas dalam bab ini.
2.2 Nukleotida Substitusi Dalam Urutan DNA
DNA
mitokondria (mtDNA)manusia memiliki sejumlah sifat genetik khas yang
membedakannya dari genom inti.Pada mamalia DNA mitokondria hanya diturunkan
lewat jalur ibu tanpa rekombinasi. MtDNA pada sel anak seluruhnya disumbangkan
oleh ibu dan sperma sama sekali tidak berkontribusi (Campbell, 1996). Keunikan
sistem penurunan yang menarik ini telah dimanfaatkan dalam berbagai bidang
yaitu
penentuan hubungan
kekerabatan, studi evolusi dan migrasi global manusia modern,
bidang forensik dan
identifikasi penyakit genetik (Wallace, 1997). Keunikan lain dari mtDNA yaitu
memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan DNA inti yaitu laju
mutasi menetap gen-gen mtDNA 10-17 kali lebih cepat daripada yang terlibat
dalam fosforilasi oksidatif yang dikode oleh DNA inti (Wallace, 1997). MtDNA
berbeda dengan DNA inti pada lokasi, urutan, kuantitas dalam sel, dan cara
pewarisannya (dari orang tua ke anak). Sel hanya memiliki satu inti sel yang mengandung
2 set kromosom, yaitu satu set paternal dan satu set maternal, yang mana
masing-masing set terdiri dari 23 kromosom. Akan tetapi sel dapat mengandung
ratusan hingga ribuan mitokondria dan masing-masing mitokondria dapat mengandung
beberapa kopi mtDNA.
DNA
inti memiliki jumlah basa yang lebih banyak dibandingkan mtDNA, tetapi molekul
mtDNA terdapat dalam jumlah kopi yang jauh lebih banyak daripada molekul DNA
inti. Karakteristik mtDNA ini sangat berguna pada situasi di mana jumlah DNA
dalam sampel ini sangat terbatas, seperti sampel-sampel yang diambil dari kasus
kriminal yaitu rambut, tulang, gigi, cairan tubuh (air liur, air mani, darah)
(Moore, Dalam bab
sebelumnya, kita menjelaskan proses evolusi sebagai rangkaian substitusi gen di
mana alel baru yang timbul sebagai progresif mutasi tunggal ¬ sively
meningkatkan frekuensi mereka dan pada akhirnya menjadi tetap dalam populasi. Kita sekarang melihat proses
dari suatu sudut pandang yang berbeda. Kami mencatat bahwa alel yang
menjadi tetap berbeda dalam urutan mereka dari alel yangmereka mengganti. Jika kita menggunakan skala
waktu di mana satu unit waktu yang lebih besar dari waktu fiksasi, urutan DNA
pada setiap lokus yang diberikan akan terlihat berubah terus menerus.
Untuk alasan ini, sangat menarik
untuk mempelajari bagaimana nudeotides dari perubahan urutan DNA dengan waktu. Seperti dijelaskan kemudian,
hasil penelitian ini dapat digunakan untuk mengembangkan metode untuk
memperkirakan jumlah tutions ¬ substi antara dua sekuen.
Untuk mempelajari
dinamika substitusi nukleotida, kita harus membuat beberapa asumsi mengenai kemungkinan substitusi
dari satu nukleotida oleh orang lain. Banyak skema matematika
tersebut telah diusulkan dalam literatur. Kami akan membatasi diskusi
kita hanya yang paling sederhana dan paling sering digunakan: (1969) Jukes
model dan penyanyi satu-parameter dan (1980) model Kimura dua-parameter. Untuk review model yang
lebih umum, pembaca dapat berkonsultasi Li et al. (1985a).
Jukes dan model penyanyi
satu-parameterHie substitusi skema (1969) Jukes model dan penyanyi ini yang
ditampilkan pada Gambar 1. Model ini mengasumsikan bahwa substitusi terjadi secara acak di
antara empat jenis nukleotida. Dengan kata lain, tidak ada bias dalam arah perubahan.Sebagai
contoh, jika nukleotida yang dipertimbangkan adalah A, maka akan berubah
menjadi T, C, atau G dengan probabilitas yang sama. Dalam model ini, tingkat
substitusi untuk setiap nukleotida 3a per satuan waktu, dan tingkat substitusi
di masing-masing dari tiga arah kemungkinan perubahan Karena model yang melibatkan
hanya satu parameter,itu juga disebut model satu parameter.Mari kita berasumsi
bahwa nukleotida yang tinggal di sebuah situs tertentu dala Themporal perubahan probabilitas (P)
memiliki nukleotida tertentu pada posisi awal dengan nukleotida yang sama
(garis atas) atau dengan nukleotida yang berbeda (garis bawah). Garis putus-putus
menunjukkan frekuensi ekuilibrium (0,25). α = 5 x 10-9 subtitutions /
situs / tahun.
Dalam contoh di atas, kami
fokus di situs nukleotida tertentu dan diperlakukan PA (t) sebagai kemungkinan. Namun, PA
(t) juga dapat diartikan sebagai frekuensi A dalam urutan DNA. Sebagai
contoh, jika kita mulai dengan urutan yang terbuat dari adenines saja, maka PA
(0) = 1, dan PA (t) adalah frekuensi yang diharapkan dari A dalam urutan pada
waktu t.Kita bisa rawrite Persamaan 3.7 dalam bentuk yang lebih eksplisit untuk
memperhitungkan fakta bahwa nukleotida awal pada waktu t juga A:
PAA (t) = ¼ + (¾) ℓ-4αt (3.9)
PAA (t) = ¼ + (¾) ℓ-4αt (3.9)
Jika
nukleotida awal adalah G bukan A, kemudian membentuk Persamaan 3,8 kita
mendapatkanPGA (t) = ¼ - (¼) ℓ-4αt Sience semua nucleutides setara di bawah
Jukes - model Cantor, PCA (t) = PGA (t) = PTA (t). pada kenyataannya, kita bisa
mempertimbangkan probabilitas umum, PIJ (t), yang merupakan probabilitas bahwa
nukleotida akan menjadi j pada waktu t, mengingat bahwa nukleotida awal i. Dengan menggunakan notasi
umum dan Persamaan 3.9, kita memperoleh Pii(t)=¼+(¾)ℓ-4αt.
PIJ(t)=¼-(¼)ℓ-4αt.Dimanai ≠ jAsumsi bahwa semua substitusi nukleotida occour secara acak, seperti dalam Jukes dan model penyanyi, adalah tidak realistis dalam banyak kasus. Sebagai contoh, transisi (yaitu, perubahan antara C dan T) umumnya lebih sering dari transversions (yaitu, semua jenis perubahan) (bab 4). Untuk mengambil fakta ini ke account, Kimura (1980) telah mengusulkan sebuah model dua parameter, yang ditunjukkan pada Gambar 4. Dalam skema ini, tingkat substitusi transisi ath setiap situs nukleotida adalah α per satuan waktu, sedangkan tingkat masing-masing jenis substitusi tranversional adalah ß per satuan waktu.
PIJ(t)=¼-(¼)ℓ-4αt.Dimanai ≠ jAsumsi bahwa semua substitusi nukleotida occour secara acak, seperti dalam Jukes dan model penyanyi, adalah tidak realistis dalam banyak kasus. Sebagai contoh, transisi (yaitu, perubahan antara C dan T) umumnya lebih sering dari transversions (yaitu, semua jenis perubahan) (bab 4). Untuk mengambil fakta ini ke account, Kimura (1980) telah mengusulkan sebuah model dua parameter, yang ditunjukkan pada Gambar 4. Dalam skema ini, tingkat substitusi transisi ath setiap situs nukleotida adalah α per satuan waktu, sedangkan tingkat masing-masing jenis substitusi tranversional adalah ß per satuan waktu.
Model
ini lebih rumit dibandingkan dengan model Jukes-Cantor, dan kami hanya akan
menyajikan hasil akhir. Kami mencatat dari Persamaan 3,11 bahwa dalam model Jukes-penyanyi
kemungkinan bahwa nukleotida di situs pada waktu t adalah identik dengan bahwa
pada waktu 0 adalah sama untuk keempat nucleutides. Dengan kata lain, PAA (t) =
PGG (t) = PCC (t) = PRR (t). karena simetri skema substitusi, kesetaraan ini juga berlaku untuk
model Kimura dua-parameter. Kita akan menyatakan ini probabilitas oleh X (t). Hal ini dapat menunjukkan
bahwa.X (t) = ¼ + (¼) ℓ -4 ß t + ½ ℓ -2 (α + ß) t
Berdasarkan model Jukes-Cantor, persamaan 3.12 memegang, terlepas dari apakah perubahan dari nukleotida nukleotida I ke j adalah sebuah transisi atau tranversion sebuah. Sebaliknya, dalam model Kimura dua-parameter, kita perlu membedakan antara perubahan transisi dan transversional. Kita menyatakan Y (t) probabilitas bahwa nukleotida awal dan nukleotida pada waktu t berbeda satu sama lain dengan transisi.Kami mencatat bahwa, karena simetri substitusi.Skema konstitusi, Y (t) = P AG (t) = P GA (t) = P CR (t). Hal ini dapat menunjukkan bahwaY (t) = 1 / 4 + (1 / 4) e-4bt - e (1 / 2) (3,14)Probabilitas Z (t) yang nukleotida berbeda dengan jenis spesefic dari transversi diberikan olehZ (t) ¼ = - (1 / 4) Perhatikan bahwa setiap nukleotida dikenakan dua jenis transversi sebagai lawan jenis dua hanya satu dari exampel transition.Fpr, jika nukleotida awal adalah A, maka dua perubahan transversional mungkin adalah AC dan AT.Therefore, probabilitas bahwa nukleotida awal dan nukleotida pada waktu t berbeda dengan salah satu dari dua jenis transversi adalah dua kali kemungkinan diberikan oleh persamaan 3.15 diketahui juga bahwa X (t) + Y (t) +Z(t)=1.
Berdasarkan model Jukes-Cantor, persamaan 3.12 memegang, terlepas dari apakah perubahan dari nukleotida nukleotida I ke j adalah sebuah transisi atau tranversion sebuah. Sebaliknya, dalam model Kimura dua-parameter, kita perlu membedakan antara perubahan transisi dan transversional. Kita menyatakan Y (t) probabilitas bahwa nukleotida awal dan nukleotida pada waktu t berbeda satu sama lain dengan transisi.Kami mencatat bahwa, karena simetri substitusi.Skema konstitusi, Y (t) = P AG (t) = P GA (t) = P CR (t). Hal ini dapat menunjukkan bahwaY (t) = 1 / 4 + (1 / 4) e-4bt - e (1 / 2) (3,14)Probabilitas Z (t) yang nukleotida berbeda dengan jenis spesefic dari transversi diberikan olehZ (t) ¼ = - (1 / 4) Perhatikan bahwa setiap nukleotida dikenakan dua jenis transversi sebagai lawan jenis dua hanya satu dari exampel transition.Fpr, jika nukleotida awal adalah A, maka dua perubahan transversional mungkin adalah AC dan AT.Therefore, probabilitas bahwa nukleotida awal dan nukleotida pada waktu t berbeda dengan salah satu dari dua jenis transversi adalah dua kali kemungkinan diberikan oleh persamaan 3.15 diketahui juga bahwa X (t) + Y (t) +Z(t)=1.
2.2 Jumlah subtitution nukleotida antara dua urutan DNA
Perhitungan
probabilitas menunjukkan dengan jelas bahwa molekul kompleks seperti protein
dan asamnukleat (RNA dan DNA) tidak pernah dapat terbentuk secara kebetulan,
secara independen satuterhadap yang lain. Walaupun demikian, evolusionis harus
menghadapi masalah yang lebih besarbahwa semua molekulkompleks tersebut harus
muncul secara bersamaan agar kehidupan dapat
muncul.
Teori evolusi benar- benar dipusingkan oleh
syarat tersebut. Ini adalah titik di mana sebagianevolusionis terkemuka
terpaksa mengaku. Sebagai contoh, seorang kerabat dekat Stanley Miller danFrancis
Crick dari University of San Diego California, evolusionis terkenal Dr. Leslie
Orgel menyatakan:Protein dan asam nukleat, masing-masing memiliki struktur yang
kompleks, tidak mungkin munculsecara spontan pada tempat yang sama secara
bersamaan. Tetapi tidak mungkin pula ada salah satutanpa yang lainnya. Karena
itu, pada sekilas pandangan pertama, seseorang mungkin harusmenyatakan bahwa
sesungguhnya kehidupan tidak dapat berasal dari senyawa kimiawi substitusi alel dalam suatu populasi umumnya membutuhkan ribu atau
bahkan jutaan tahun untuk menyelesaikan (chapcer 2). Untuk alasan ini, kita
tidak bisa menangani proses substitusi nukleotida dengan observasi langsung,
dan subtitutions nukleotida selalu disimpulkan dari perbandingan pairwaise DNA molekul yang memiliki asal
mula yang sama.
Setelah dua
urutan nukleotida menyimpang dari Ather, setiap dari mereka akan staet
terakumulasi subhtitutions nukleotida yang telah terjadi sejak dua urutan
menyimpang dari satu sama lain merupakan variabel yang paling umum digunakan
dalam evolusi molekuler.Ketika tingkat perbedaan antara dua sekuens nukleotida
yang kecil, chnce lebih dari satu subtitutions telah terjadi di situs apapun
diabaikan, dan jumlah perbedaan diamati antara urutan kedua harus mendekati
jumlah yang sebenarnya subtitutions.OnSebaliknya, jika tingkat perbedaan
substansial, maka jumlah diamati perbedaan kemungkinan lebih kecil dari jumlah
sebenarnya subtitutions karena beberapa "hits" di contoh site.For
yang sama, jika nukleotida di situs acertain berubah dari A ke C dan kemudian ke T 8N
satu seqeunce dan dari A ke T dalam sequnce lainnya, maka dua urutan yang sama
pada situs ini, desoite werw fakta ada tiga subtitutions .serveral metode telah
diusulkan dalam literatur untuk koreksi untuk distorsi tersebut.Jumlah
subtitutions adalah ussualy dinyatakan dalam jumlah subtitutions per situs
Nukleotida
bukan sebagai jumlah sub Situtions antara dua suquences. Hal ini memudahkan
perbandingan tingkat perbedaan antara pasangan urutan yang berbeda dalam
lengenth satu sama lain.Protein coding sequence noncoding nd harus diperlakukan
secara terpisah, karena mereka biasanya berkembang di different.in kasus
pertama, adalah Advis mampu membedakan antara substitusi sinonim dan
nonynonymous, karena mereka dikenal ti aere berevolusi pada nyata penilai berbeda.
Di
daerah noncoding, di sisi lain, seseorang dapat berasumsi bahwa semua situs
evelove ditingkat yang sama.Jumlah substitusi antara dua sekuens noncoding
Hasil yang kami peroleh sebelumnya dalam bab ini untuk urutan DNA tunggal dapat digunakan untuk mempelajari perbedaan nukleotida antara dua urutan yang berbagi origin.let umum kita mulai wiyh the model.in parameter satu model ini, sufficienst untuk mempertimbangkan hanya I (t) t yang merupakan probabilitas bahwa nukleotida di situs yang diberikan adalah A pada waktu O. AT waktu t, probabilitas bahwa urutan keturunan akan memiliki A pada situs ini adalah PAA (t) t dan akibatnya kemungkinan bahwa kedua urutan keturunan memiliki Sebuah situs st ini adalah PAA (t) t.2Similarly, probabilitas bahwa kedua squences memiliki T, C atau di situs yang PAT (t) 2, PAC (t) 2, DAN PAG (t) 2, respectively.ThereforeI (t) = PAA (t) 2 + PAT (t) 2 + PAC (t) 2 + PAG (t) Dari Persamaan 3.11 dan 3.12, kita mendapatkanI (t) = 1 / 4 + (3 / 4) e-Bat .
Hasil yang kami peroleh sebelumnya dalam bab ini untuk urutan DNA tunggal dapat digunakan untuk mempelajari perbedaan nukleotida antara dua urutan yang berbagi origin.let umum kita mulai wiyh the model.in parameter satu model ini, sufficienst untuk mempertimbangkan hanya I (t) t yang merupakan probabilitas bahwa nukleotida di situs yang diberikan adalah A pada waktu O. AT waktu t, probabilitas bahwa urutan keturunan akan memiliki A pada situs ini adalah PAA (t) t dan akibatnya kemungkinan bahwa kedua urutan keturunan memiliki Sebuah situs st ini adalah PAA (t) t.2Similarly, probabilitas bahwa kedua squences memiliki T, C atau di situs yang PAT (t) 2, PAC (t) 2, DAN PAG (t) 2, respectively.ThereforeI (t) = PAA (t) 2 + PAT (t) 2 + PAC (t) 2 + PAG (t) Dari Persamaan 3.11 dan 3.12, kita mendapatkanI (t) = 1 / 4 + (3 / 4) e-Bat .
Persamaan
3.17 juga memegang T, C atau G Oleh karena itu,. Terlepas dari nukleotida awal
pada sebuah situs, saya mewakili propotion nukleotida identik antara dua urutan
yang menyimpang unit waktu t lalu. Perhatikan bahwa proability
bahwa urutan berbeda pada waktu t adalah p = 1-I (1). Jadi .Waktu perbedaan antara dua urutan
ini usully tidak diketahui, dan dengan demikian kita tidak bisa memperkirakan. Sebaliknya,
kita menghitung K, yang merupakan jumlah substitusi per situs saat devergence
antara kedua sekuens.
Dalam
hal model satu parameter, K = 2 (3t), dimana 3t adalahDalam kasus model dua
parameter, perbedaan antara dua sequencesare diklasifikasikan ke dalam transisi
dan transversions. Misalkan P dan Q menjadi proporsi perbedaan transisi dan
transversinal antara sequense dua, masing-masing.Kemudian, jumlah substitusi
nukleotida antara kedua sekuens, K, diperkirakan olehK = ½ ℓ n (a) + ¼ ℓ n
(b)Dimana a = 1 / (1 - 2P - Q), dan b = 1 / (1 - 2Q). Varians sampling adalah
sekitar yang diberikan olehV (K) = [a2P + c2Q - (aP + CQ) 2] Dimana c = (a + b)
/ 2 dan L adalah panjang dari sekuens (Kimura 1980).Mari kita pertimbangkan
contoh nukerical hipotetis dari dua sekuens panjang 200 yang berbeda satu sama
lain dengan 20 transisi dan 4 tranversions. Jadi, L = 200, P = 20/200 =
0,1, dan Q = 4 / 200 = 0,02. Dalam hal ini, menurut model dua parameter kita memiliki n ¼ = ℓ
(1,04) = 0,13. Jumlah subtitutions dapat diperoleh dengan multyplying jumlah
subtitutions per situs, K, dengan jumlah situs L. Dalam hal ini kami
mendapatkan estimasi sekitar 26 subtitutions menghasilkan 24 perbedaan antara
dua sekuen.Menurut model parameter, p = 24/200 = 0,12, dan K = 0,13. Jadi, dengan menggunakan
model satu parameter, kita sampai pada hasil yang sama seperti dalam kasus
model dua parameter.
Dalam
axample di atas, dua model memberikan essentialy estimasi sama karena tingkat
perbedaan kecil sedemikian rupa sehingga tingkat dikoreksi dari perbedaan (K =
0,13) hanya sedikit lebih besar dari nilai yang tidak dikoreksi (p = 24 / 200 =
0 , 12).Dalam kasus tersebut,
kita bisa menggunakan Jukes dan model Cantors, yang sederha,Dua urutan dengan L = 200 yang
berbeda satu sama lain dengan 50 transisi dan 16 transversi. Jadi, P =
50/200 = 0,25, dan Q = 16 / 200 = 0,08. sesuai
dengan parameter model dua kita memiliki b = 2,38, = 1,19, dan K = 0,43. demikian,
estimasi K sesuai dengan salah satu parameter model lebih kecil dari obtainet
bahwa dengan menggunakan dua rangkaian besar, dan khususnya dalam kasus di mana
ada apriori alasan untuk percaya bahwa tingkat transisi sangat berbeda dari
laju transversi, keduateands parameter model menjadi lebih akurat dibandingkan
dengan model satu satu parameter parameter.Jumlah substitusi antara dua protein
coding sequence
sedang belajar urutan pengkode protein biasanya kita mengecualikan inisiasi dan kodon terminasi dari analisis karena kedua kodon hampir tidak pernah berubah seiring dengan waktu.Dalam rangka untuk mengobati substitusi sinonim dan nonsynonymous secara terpisah, kami I.
sedang belajar urutan pengkode protein biasanya kita mengecualikan inisiasi dan kodon terminasi dari analisis karena kedua kodon hampir tidak pernah berubah seiring dengan waktu.Dalam rangka untuk mengobati substitusi sinonim dan nonsynonymous secara terpisah, kami I.
Mengklasifikasikan situs
nukleotida yang tersisa sebagai berikut.Pertimbangkan posisi tertentu dalam
sebuah kodon. Biarkan saya menjadi nmber perubahan sama mungkin pada situs ini. Maka situs ini dihitung
sebagai nonsynonymous karena tidak identik dan (3 - i) / 3 nonsynonymous. Sebagai contoh, di kodon the
TTT (phe), posisi pertama dan kedua dihitung sebagai nonsynonymous.Karena tidak
ada perubahan sama dapat terjadi pada posisi ini dua adalah sinonim.Sebagai
axample lain, kodon ACT (Thr) memiliki dua nonsynonymous karena salah satu
perubahan yang mungkin ada di posisi ketiga adalah synonimmous. Ketika membandingkan dua
barisan, satu I. menghitung jumlah situs sama dan kemudian menghitung rata-rata
antara kedua sekuens. Mari kita menunjukkan jumlah rata-rata situs identik dengan Ns dan
bahwa situs nonsynonymous oleh NA.
. Selama dua kodon yang
berbeda dengan hanya satu nukleotida, yang diffences mudah disimpulkan. misalnya, defference yang
akan tween dua kodon GTC (Val) dan GCC (Ala) adalah nonsynonymous. Selama dua kodon GTC (Val)
dan GCC (Ala) adalah nonsynonymous. Selama dua kodon yang
berbeda lebih dari satu nukleotida, kita perlu mempertimbangkan semua jalur
evolusioner yang mungkin yang dapat mengakibatkan perubahan yang diamati. Misalnya, untuk dua kodon
AAT (Asn) dan ACG (Thr), ada dua jalur yang mungkin:
JalurI:AAT(Asn)↔ACT(Thr)↔ACG(Thr)
JalurII:AAT(Asn)↔AAG(Tys)↔ACG(Thr)
Jalur Saya memerlukan satu sinonim dan satu perubahan nonsynonmous, sedangkan jalur II membutuhkan dua changes.It nonsynonomous diketahui bahwa substitusi sinonim terjadi jauh lebih sering daripada substitutions9chapter nonsynonymous 4), dan sehingga kita dapat mengasumsikan bahwa jalur saya lebih mungkin dibandingkan jalur II.For Misalnya, jika kita asumsikan berat 0,7 untuk jalur I dan berat 0,3 untuk jalur II, maka jumlah perbedaan sama antara kedua kodon diperkirakan 0,7 x 1 + 0,3 x 0 = 0,7, dan jumlah nonsynonymous defferences adalah 0,7 x 1 + 0,3 x 2 = 1.3.Here, bobot yang digunakan adalah berat hypothetical.
JalurI:AAT(Asn)↔ACT(Thr)↔ACG(Thr)
JalurII:AAT(Asn)↔AAG(Tys)↔ACG(Thr)
Jalur Saya memerlukan satu sinonim dan satu perubahan nonsynonmous, sedangkan jalur II membutuhkan dua changes.It nonsynonomous diketahui bahwa substitusi sinonim terjadi jauh lebih sering daripada substitutions9chapter nonsynonymous 4), dan sehingga kita dapat mengasumsikan bahwa jalur saya lebih mungkin dibandingkan jalur II.For Misalnya, jika kita asumsikan berat 0,7 untuk jalur I dan berat 0,3 untuk jalur II, maka jumlah perbedaan sama antara kedua kodon diperkirakan 0,7 x 1 + 0,3 x 0 = 0,7, dan jumlah nonsynonymous defferences adalah 0,7 x 1 + 0,3 x 2 = 1.3.Here, bobot yang digunakan adalah berat hypothetical.
Untuk
semua pasangan kodon mungkin telah diperkirakan secara empiris oleh Miyata dan
Yasunaga (1980) dari data urutan protein dan oleh li et al. (195b) dari data.If urutan
DNA kita berasumsi bahwa kedua jalur sama-sama mungkin, maka untuk contoh di
atas jumlah perbedaan nonsymous adalah (1 + 2) / 2 = 1.5, dan jumlah perbedaan
nonsymous adalah (1 + 0 ) / 2 = 0.5.Thus, pendekatan tertimbang dan unweighted dapat
memberikan beberapa praktek results.In apa yang berbeda, perbedaan estimasi
antara kedua pendekatan tersebut biasanya kecil (nei dan Gojobori 1986), tetapi
mereka dapat menjadi penting bagi gen mengkode protein yang sangat lestari
seperti histon dan actins (Li et al 1985b). Dengan menggunakan pendekatan baik,
kita dapat memperkirakan jumlah (Ms) perbedaan sinonim dan jumlah (Ma)
nonsynonymous perbedaan antara dua sekuen coding.
Dari
hasil di atas, kita dapat menghitung jumlah perbedaan sinonim per situs identik
dengan ps = Ms / Ns dan jumlah perbedaan nonsynonymous per situs nonsynonymous
oleh pA = MA / NA.These untuk mulas jelas tidak memperhitungkan pengaruh beberapa hits di site.We
yang sama bisa membuat koreksi tersebut dengan menggunakan rumus Jukes dan
penyanyi's:Ks =- ¾ ℓ n [1 - (4Ms/3Ns)KA =- ¾ n ℓ [1 - (4MA/3NA)Cara alternatif
mengobati daerah pengkodean untuk mengklasifikasikan situs nukleotida ke
nondegenerate, dua kali lipat merosot, dan empat kali lipat merosot situs (Li
et al 1985b).. Situs adalah nondegenerate jika semua kemungkinan perubahan di
situs ini nonsynonymous, dua kali lipat merosot jika salah satu dari tiga perubahan yang mungkin
adalah sinonim, dan empat kali lipat merosot jika semua kemungkinan perubahan
di situs ini adalah contoh synonymous.For, dua yang pertama posisi dari kodon
TTT (Phe) adalah ondegenerate sedangkan posisi ketiga adalah dua kali lipat
degerate.
BAB III PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Adapun simpulan yang kami peroleh dari hasil pembahasan ini.yakni
evolusi urutan DNA itu merupakan perubahan
nudeo-pasang surut dengan waktu. Proses ini layak mendapat pertimbangan rinci karena
perubahan dalam suatu urutan nucleoticks: digunakan dalam studi evolusi
molekuler baik untuk memperkirakan laju evolusi dan untuk merekonstruksi
evolusi nya ¬ tory organisme.
3.2 SARAN
Di harapkan untuk mengetahui
bagaimana mengklasifikasikan
perbedaan nukleotida mempertimbangkan perbedaan sinonim dan nonsynonymous. Selama
dua kodon yang berbeda dengan hanya satu nukleotida, yang diffences mudah
disimpulkan. misalnya, defference yang akan tween dua kodon GTC (Val)
dan GCC (Ala) adalah nonsynonymous.
DAFTAR PUSTAKA
Anderson,
S., et al, 1981, Sequence and organization of the human.mitochondrial genome, Nature,
290,457-465.
Marzuki,
S., et al, 1991, Normal variant of human mithocondrial DNA and
translations
product : The building of a reference data base, Human Genetics,
88,
139-145.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar