¿Por qué las transiciones son más comunes que las transversiones (en mutaciones de ADN)?

Las transiciones intercambian bases de nucleótidos de forma similar, mientras que las transversiones intercambian bases de forma diferente. Específicamente, la adenina (A) y la guanina (G) son purinas de dos anillos, mientras que la citosina (C) y la timina (T) son pirimidinas de un anillo. Una transición intercambia una purina por una purina o una pirimidina por una pirimidina, mientras que una transversión intercambia una purina por una pirimidina (o viceversa).

De hecho, hay el doble de transversiones posibles que transiciones. A C, A T, T G, G C son todas transversiones, mientras que las únicas transiciones son A G o C T. A pesar de esto, las transiciones son mucho más comunes en la mayoría de las especies que se han estudiado. Las relaciones observadas de transición / transversión varían de 1.7 (en un ave) a 15 (en mitocondrias humanas); Se ha encontrado una proporción par en un saltamontes. ¿Por qué el sesgo?

1. Las mutaciones de transición se generan más fácilmente debido a la forma de las moléculas. Dos mecanismos comunes son:
1. Cambios tautoméricos . Las pirimidinas se combinan con purinas a lo largo del ADN. Normalmente, la adenina y la timina están emparejadas, al igual que la guanina y la citosina. Sin embargo, cuando las cadenas de ADN se separan durante la replicación, una versión alterada de una base puede unirse con la pareja equivocada (aunque todavía del tipo correcto, pirimidina con purina). Este cambio se llama cambio tautomérico. En el próximo evento de replicación, después de que los hilos se separan, el compañero ‘incorrecto’ se empareja con su compañero normal, creando una mutación de transición.
2. Desaminación Las citosinas metiladas son propensas a mutar a timina por desaminación (pérdida de un grupo amina) . Un grupo metilo está unido al quinto átomo en el anillo de una base de citosina (esta es una forma común de alterar la expresión génica) formando 5-metilcitosina. La pérdida de un grupo amina crea timina. Esta es la mutación puntual más común.

   La desaminación de guanina a xantina (X) y adenina a hipoxantina (HX) puede causar mutaciones de transición cuando la xantina y la hipoxantina se combinan con timina y citosina, respectivamente. Es decir:

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1. GC (normal) -> XT -> AT (mutación de transición)
2. AT (normal) -> HX-C -> GC (mutación de transición)
2. Es menos probable que las mutaciones de transición se eliminen mediante selección natural porque con mayor frecuencia crean sustituciones sinónimos, que codifican la misma secuencia de aminoácidos que el ADN original. Por ejemplo, la fenilalanina está codificada por TTT o TTC; La glutamina es GAA o GAG.

   Ver:
   https://www.mun.ca/biology/scarr…
   El sesgo de transición-conversión no es universal: un ejemplo contrario de Grasshopper Pseudogenes
   Un método simple para estimar la tasa de transición frente a las mutaciones de conversión