Tranzice a transverze

Jednotlivé substituce se v sekvencích DNA odlišují svou četností, kde nejpatrnější rozdíl je mezi tranzicemi a transverzemi. Tranzice jsou substituce, kde se pyrimidínová báze nahrazuje pyrimidínovou (C, T) a purínová purínovou (A, G) (obr. 2). Transverze představují větší změnu na chemické úrovni a u genů obecně vedou k větším změnám jejich funkce. Např. u protein-kódujících sekvencí transverze častěji vedou k záměně aminokyseliny než tranzice.

Teoreticky by se transverze měly vyskytovat dvakrát častěji než tranzice. Transverze představují mutace, kde se kterákoliv nukleotidová báze může změnit na dvě jiné (obr. 2) a možností je tedy celkem osm. Tranzice jsou ale jenom čtyři. Ve skutečnosti se ale pozorujeme poměr tranzicí k transverzím opačný, kde tranzic se v porovnávacích studiích vyskytuje víc než transverzí.

Otázka: Proč v empirických datech pozorujeme víc tranzic?

Jelikož tranzice vedou k menším funkčním změnám v genech, bude vůči nim slabší selekční tlak a budou tedy snadněji přetrvávat v populacích.

Poměr rychlostí tranzic a tranverzí (transition/transversion rate ratio) se počítá jako:

kde je rychlost tranzic a rychlost tranverzí. Pokud by se všechny substituce objevovaly stejně rychle, , ale ve skutečnosti je , často  .

Otázka: Jaký mechanizmus přispívá k častějšímu výskytu tranzic oproti transverzím? Využijte znalosti z kapitoly Anotace.
U CpG dinukleotidů, které jsou často metylované, dochází oxidací metylovaného cytozínu k mutaci na tymín.