Калькулятор соотношения Ka/Ks

Отношение Ka/Ks, также известное как отношение скорости несинонимичных/синонимичных замен, является ключевым показателем в области молекулярной эволюции и генетики. Оно количественно оценивает эволюционное давление на ген, кодирующий белок. Отношение Ka/Ks больше 1 указывает на положительный отбор (адаптивная эволюция), меньше 1 предполагает отрицательный отбор (очищающий отбор) и равно 1 означает нейтральную эволюцию.

Историческая справка

Концепция сравнения несинонимичных (Ka) и синонимичных (Ks) скоростей замены возникла из понимания того, что не все мутации в последовательности гена влияют на белок, который он кодирует. Это сравнение помогает различать эволюционные изменения, которые изменяют функцию белка, от тех, которые этого не делают.

Формула расчета

Формула для расчета отношения Ka/Ks проста:

\[ \text{Отношение Ka/Ks} = \frac{\text{Ka}}{\text{Ks}} \]

где:

• \(Ka\) - скорость несинонимичных нуклеотидных замен,
• \(Ks\) - скорость синонимичных нуклеотидных замен.

Пример расчета

Если скорость несинонимичных замен (Ka) составляет 0,2 замены на сайт за миллион лет, а скорость синонимичных замен (Ks) составляет 0,1 замены на сайт за миллион лет, то отношение Ka/Ks будет равно:

\[ \text{Отношение Ka/Ks} = \frac{0,2}{0,1} = 2 \]

Важность и сценарии использования

Отношение Ka/Ks широко используется в геномике и эволюционной биологии для анализа селективного давления на гены в разных видах или внутри популяций. Оно помогает идентифицировать гены, которые эволюционируют либо быстрее, либо медленнее, чем ожидается при нейтральной эволюции, предоставляя информацию об изменениях функции.

Общие вопросы

1. Что означает отношение Ka/Ks больше 1?

   • Отношение больше 1 предполагает, что ген подвергается положительному отбору, где преимущественные несинонимичные мутации отбираются.

2. Может ли отношение Ka/Ks идентифицировать очищающий отбор?

   • Да, отношение меньше 1 указывает на очищающий отбор, где вредные мутации удаляются из популяции, сохраняя функцию белка.

3. Может ли отношение Ka/Ks быть точно равно 1?

   • Отношение, равное 1, теоретически возможно и будет означать нейтральную эволюцию; однако, абсолютная нейтральность в природе встречается редко.

Этот калькулятор облегчает вычисление отношения Ka/Ks, предоставляя исследователям, изучающим генетическую эволюцию и функцию белка, важный инструмент.