Дадлага 6

Дадлага 6. Жюкес-Канторын загвар

Жюкес-Канторын загвар нь ДНХ-ийн дарааллын эволюцийн хамгийн энгийн загвар ба энэ загвар нь бүх нуклеотид адил магадлалтайгаар хувьсах ба аль ч нуклеотид болох магадлал нь адил байдаг. Энэ хичээл дээр 12 нуклеотидын урттай ДНХ-ийн дараалалд санамсаргүй 8 ширхэг цэгэн мутаци үүсгэж шинэ үүссэн дараалал болон анхны дараалал хоёрыг харьцуулж Жюкес-Канторын загвар шалгана. Эндээс:

А) Урт хугацаанд нэг байрлал дээр хэд хэдэн мутаци болсноос болж хоёр дарааллыг шууд харьцуулах үед бүх мутаци ажиглагддаггүй гэдгийг ойлгож авна.

Б) Жюкес-Канторын загварыг ашиглан ажиглагдаж байгаа ялгаанаас бодит хэдэн мутаци болсныг таамаглах юм.

1. Тооцоолол

12 нуклеотидын урттай дарааллын Жюкес-Канторын загвараар (бүх нуклеотид адил солигдох магадлалтай) хэрхэн хувьсахыг загварчилна. 100 сая жилийн турш тухайн дарааллын хэсэгт 8 мутаци болсон гэж үзье. Эндээс нэг байрлал дээр 0.67 солигдолт болно (~8/12, нэг байрлал дээр мутаци болох магадлал). Нэг байрлал дээр 0.67 солигдолт болно гэж үзээд дараах тэгшитгэлийг ашиглан бодит зайнаас (d, actual distance) ажиглагдах өөрчлөлтийг (D, observable change) ол.

Асуулт 1: Бодит өөрчлөлтийн хэмжээ d = 0.67 үед ажиглагдах өөрчлөлтийн утга хэд байх вэ?

2. Дараалалд мутаци үүсгэх туршилт

Зургаан талт шоо (эсвэл дараах веб хуудсыг ашиглаж болно web-based dice roller) ашиглан дараалалд мутаци үүсгэнэ. Үүний ерөнхий дүрслэлийг Зураг 6-1-д үзүүлэв. Хүснэгт 6-1-д дараалалд мутацийн цэгийг сонгох схемийг үзүүлэв. Нэг мутаци үүсгэхийн тулд шоог 3 удаа орхих юм. Эхний орхилт дарааллын эхний эсвэл эцсийн 6 нуклеотидын аль нэгийг сонгоно. 1-3 буувал эхний 6 нуклеотид, 4-6 буувал дараагийн 6 нуклетидын нэгд мутаци үүсгэхийг заана. Жишээ нь эхний орхилтоор 6 буувал сүүлийн 6 нуклеотидын нэг хувьсахыг заана. Хоёр дахь орхилт тухайн сонгогдсон 6 нуклеотидын аль байрлал дээр мутаци болохыг заана. Жишээ нь хоёрдугаар орхилтоор 4 буувал сүүлийн 6 нуклеотидын 4 – р буюу нийт дарааллын 10 дахь байрлалд мутаци болохыг заана. Гурав дахь орхилт ямар нуклеотидээс ямар нуклеотид болж өөрчлөгдөхийг заана. Жишээ нь гурав дахь орхилтоор 4 буусан гэж үзвэл “А” – аас “G” болж мутаци хийгдэнэ (Хүснэгт 6-2). Энэ жишээнээс сүүлийн 6 нуклеотидын (нэг дэх орхилт) дөрөв дэх байрлал дээрх (хоёр дахь орхилт) “А” – аас “G” болж (гурав дахь орхилт) мутаци хийгдэнэ.

Хүснэгт 6-1. Мутацийн байрлал сонгох схем.

Хүснэгт 6-2. Мутацийн хүснэгт. Шооны гурав дахь орхилтод ямар тоо буухаас шалтгаалж анхны нуклеотидээс ямар нуклеотид болж өөрчлөгдөхийг заана.

Зураг 6-1. Мутаци үүсгэх схем. Одоор мутаци үүсэх процессийг дүрслэв. Эцэст нь Дараалал 1 ба Дараалал 9 хоёрыг хооронд нь харьцуулна.

Даалгавар

Зааврын дагуу дараах дараалалд 8 мутаци үүсгэ.

Дараалал 1: A A A A A A A A A A A A

Асуулт 2: Үүссэн хоёр дарааллыг харьцуулахад (Зураг 6-1 дахь Дараалал 1 ба Дараалал 9) хэдэн мутаци ажиглагдаж байна вэ? Сүүлийн дараалал дахь “A”-аас бусад нуклеотидийн тоотой тэнцүү.

Асуулт 3: Нэг байрлал дээр мутаци болох магадлал буюу ажиглагдах зай (D_obs, observed distance) хэд вэ? (ажиглагдаж байгаа мутацийн тоог 12-т хувааж олно).

Асуулт 4: Ажиглагдах зайг ашиглан бодит зайг олж Жюкес-Канторын загвараар тухайн дараалалд хэдэн мутаци үүссэн гэж таамаглаж байгааг гарга. Дараах тэгшитгэлийг ашиглан ажиглагдсан мутациас жинхэнэ өөрчлөлтийг бод.

Асуулт 5: Ажиглагдаж байгаа өөрчлөлт дээр суурилан JC загварын бодит зай ямар байна вэ? JC загвараар бодит хэдэн мутаци болсон гэж тооцоолж байна вэ?

Жюкес-Канторын загварын энэхүү дадлагат дүгнэлт бичих.