La principale différence entre le taux de mutation et le taux de substitution est que le taux de mutation est la fréquence d'apparition de nouvelles mutations dans un seul gène en fonction des délétions, des insertions ou des substitutions, tandis que le taux de substitution est le taux de mutations qui se produisent en raison à la substitution de nucléotides dans la séquence d'ADN.
Mutation est un terme courant dans le domaine de la biologie moléculaire, de la génétique et de l'hérédité. Le taux de mutation et le taux de substitution estiment la quantité de diversité génétique et les taux d'évolution dans une lignée particulière d'organismes.
Qu'est-ce que le taux de mutation ?
Le taux de mutation est la fréquence de nouvelles mutations dans un seul gène ou un organisme au fil du temps. Elle n'est pas constante et n'est pas limitée à un seul type de mutation. Ainsi, diverses mutations sont présentes. Les taux de mutation sont spécifiés pour certaines classes de mutations, telles que les mutations ponctuelles qui peuvent survenir en raison d'insertions, de délétions et/ou de substitutions de nucléotides. Les mutations ponctuelles sont sujettes à des changements dans une seule base, et les mutations faux-sens et non-sens sont deux sous-types de mutations ponctuelles. Il existe plusieurs unités de temps naturelles pour ces taux de mutation. Ils sont caractérisés comme des mutations par paire de bases par division cellulaire ou par gène par génération, ou par génome par génération.
Figure 01: Taux de mutation
Le taux de mutation d'un organisme évolue généralement tout au long et est fortement influencé par la génétique de chaque organisme et l'environnement. Lorsque le taux de mutation augmente, les risques pour la santé tels que le cancer et les maladies héréditaires chez l'homme augmentent également. Une façon de déterminer le taux de mutation est le test de fluctuation, également connu sous le nom d'expérience Luria-Delbruck. Cette méthode est importante pour les taux de mutation car elle prouve expérimentalement que la mutation peut se produire sans aucune sélection.
Les taux de mutation varient selon les espèces et les différentes régions. Le taux de mutation humaine chez les mâles (spermatozoïdes) est plus élevé que chez les femelles (ovules). Cela montre que le génome humain accumule environ 64 nouvelles mutations afin de générer des gamètes. L'ADN mitochondrial humain a un taux de mutation élevé. La théorie de l'évolution des taux de mutation identifie trois forces principales, à savoir la génération de mutations plus nocives avec des taux de mutation plus élevés, la génération de mutations plus avantageuses avec des taux de mutation et des coûts métaboliques plus élevés, et des taux de réplication réduits afin d'empêcher la mutation.
Qu'est-ce que le taux de substitution ?
Le taux de substitution est la classe de mutation la plus couramment mesurée qui est basée sur la substitution de nucléotides dans une séquence d'ADN. Ils sont plus faciles à mesurer avec une analyse ADN standard. Les taux de substitution des mutations ont des taux de mutation par génération différents de ceux des autres classes de mutations qui sont souvent élevées. De nombreux sites d'un génome d'un organisme contiennent des mutations avec de petits effets de fitness, et ils sont appelés sites neutres.
Figure 02: Taux de substitution
Les mutations diffèrent entre les espèces et différents taux de substitutions de nucléotides sont mesurés dans les substitutions. Celles-ci sont appelées mutations fixes et sont mesurées par paire de bases par génération. Les mutations fixes sont les changements qui se produisent dans une séquence d'un gène sans modifier les protéines produites par ce gène. Ceux-ci sont généralement utilisés comme estimations du taux de mutation. Le taux de substitution est calculé lorsque le nombre de mutations dans chaque génération est multiplié par la probabilité que la nouvelle mutation atteigne la fixation.
Quelles sont les similitudes entre le taux de mutation et le taux de substitution ?
- Les taux de mutation et de substitution sont importants en génétique des populations.
- De plus, les deux donnent un aperçu de la diversité génétique.
- Ils renseignent également sur l'évolution des populations.
- Les deux taux sont calculés selon une formule spécifique.
Quelle est la différence entre le taux de mutation et le taux de substitution ?
Le taux de mutation est la fréquence d'apparition de nouvelles mutations dans un seul gène sur la base de délétions, d'insertions ou de substitutions, tandis que le taux de substitution est le taux de mutations qui se produisent en raison de la substitution de nucléotides dans la séquence d'ADN. C'est la principale différence entre le taux de mutation et le taux de substitution. Les taux de mutation estiment la quantité de diversité génétique tandis que les taux de substitution estiment le taux d'évolution. De plus, la formule du taux de mutation est μ=m/N, où N est le nombre moyen de cellules par culture, tandis que la formule du taux de substitution est le nombre de nouvelles mutations à chaque génération (Nu) multiplié par la probabilité que chaque nouvelle mutation atteigne fixation (1/N), qui est égal à u.
Le tableau suivant résume la différence entre le taux de mutation et le taux de substitution.
Résumé - Taux de mutation vs taux de substitution
Les taux de mutation et de substitution sont des paramètres importants de la diversité génétique. Le taux de mutation est la fréquence d'apparition de nouvelles mutations dans un seul gène basé sur des délétions, des insertions ou des substitutions, tandis que le taux de substitution est le taux de mutations qui se produisent en raison de la substitution de nucléotides dans la séquence d'ADN. Les taux de mutation estiment la quantité de diversité génétique, tandis que le taux de substitution estime le taux d'évolution. Ceci résume la différence entre le taux de mutation et le taux de substitution.
