背景
在生物界里面,“演化”随处不在。随着时间的推移,在自然选择压力下,生物基因组会产生一定的突变,这里包括同义突变和非同义突变,同义突变由于不会对后续氨基酸序列,结构产生影响,所有不会对生物体产生很大影响
而非同义突变会改变氨基酸序列,从而影响蛋白质和功能
而我们这里重点讨论非同义突变。那么负选择是指群体中出现有害基因时,携带该基因的个体会因为生存力或育性降低而从群体中淘汰,而保留有利的一面;正选择与之相反,正选择则侧重于适应性演化,即有些基因被保留下来;当然还有一种是中性进化,即无所谓有利或不利,因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况
omega值
对于两个物种的序列来说:
目前区分正选择,中性还是负选择的一个标准是omega值
该值定义为非同义突变碱基替换率(Ka)和同义突变碱基替换率(Ks)的比值:
omega = Ka / Ks
在这里我们需要注意的是,大部分同义突变被认为是中性进化积累的
对于两个物种的序列来说,这个比值的含义就是:
- 当Ka / Ks < 1时,即非同义突变的频率小于同义突变,说明大部分非同义突变是有害的,在长期演化中没有被保留下来,只有少部分非同义突变被保留下来
- 当Ka / Ks > 1时,即非同义突变的频率大于同义突变,说明大部分同义突变是有利的,在长期演化中被保留下来了
- 当Ka / Ks = 1时,即非同义突变的频率等于同义突变,说明这是中性进化
当然omega值不是较好的评判标准:
对多个物种的基因序列进行正选择分析,若仍然按照两个物种时的要求,即分析该基因在物种进化中是否受到了正选择?这种结果可能不好说清楚。因为该基因可能在某一类群中序列很相似,其两两比较时,omega <= 1;而在另外一类群中两两比较时,很多时候omega > 1。最后软件可以从总体上给一个omega值,该值不可以拿来简单地评价该基因是否受到了正选择。所以,对多个物种进行正选择分析时,没法直接评价该基因是否受到了正选择。正选择只有在进行两两序列比较的时候,才能计算omega值,从而得到结果。
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