Biología evolutiva: ¿Cuál es la diferencia entre la relación Kr / Kc y la relación dN / dS?

La relación dN / dS es una medida de la proporción de sustituciones de nucleótidos que codifican diferentes aminoácidos frente a sustituciones que codifican los mismos aminoácidos. Esto se basa en el hecho de que múltiples tripletes (o codones) pueden invocar el mismo aminoácido durante la traducción de ARN a proteínas. La idea es que si la relación dN / dS es superior a 1, entonces se concluye la selección positiva, ya que implica una ventaja de selección conferida por las mutaciones no sinónimas.

La relación Kr / Kc es una medida de la proporción de cambios de aminoácidos (es decir, mutaciones no sinónimas) que codifican aminoácidos menos similares (cambio radical en el aminoácido) frente a aminoácidos más similares (cambio conservador en el aminoácido). Esto es un poco más complicado de precisar, ya que no tenemos una sola mejor manera de decidir qué hace que un aminoácido sea más o menos similar a otro. Hanada y col. (2007) discuten esto un poco y sugieren varias comparaciones que se pueden hacer para determinar si los aminoácidos son similares o diferentes para el cálculo de Kr / Kc:

  1. polaridad y volumen de cada aminoácido
  2. carga y aromaticidad de cada aminoácido
  3. carga y polaridad de cada aminoácido

Estas propiedades se eligen para comparar porque probablemente son importantes para la estructura y función de la proteína. Por lo tanto, podría considerarse que los cambios más radicales en las características de los aminoácidos representan cambios más radicales en la función de la proteína. En otras palabras, otro signo de selección positiva. La pregunta en la que muchos científicos están interesados ​​es si dN / dS o Kr / Kc es mejor para inferir la selección en varios escenarios evolutivos, ya que las dos relaciones a veces están correlacionadas y otras no.

El siguiente documento entra en más detalles sobre esto:

Hanada, K., S.-H. Shiu y W.-H. Li 2007. El índice de tasa de sustitución no sinónimo / sinónimo versus el índice de tasa de reemplazo radical / conservador en la evolución de genes de mamíferos. Mol. Biol. Evol. 24: 2235-2241.