6
Cân bằng Đột biến - Chọn lọc và Tập hợp loài giả (Quasi-Species)
HYC-1979Lesson 2: Catalytic, Which, System
00:00

Ở cấp độ phân tử, mục tiêu của chọn lọc tự nhiên không phải là một kiểu gen đơn lẻ mà là một phân bố có tổ chức của các trình tự liên quan, được gọi là tập hợp loài giả. Khái niệm này xuất phát từ sự cân bằng giữa đột biến và chọn lọc: đột biến liên tục tạo ra các biến thể xung quanh một trình tự chủ, trong khi chọn lọc ưu ái những cá thể sao chép tốt hơn. Trạng thái dừng là một phổ đột biến ổn định — một đám mây các trình tự — chứ không phải một kiểu dại duy nhất.

Mục tiêu học tập

Giải thích cách cân bằng đột biến - chọn lọc tạo ra tập hợp loài giả và tại sao kiểu dại là một phân bố có tổ chức chứ không phải một trình tự trội duy nhất.

Tập hợp loài giả: Phân bố trong không gian trình tựCân bằng đột biến - chọn lọc duy trì một phân bố có tổ chức, chứ không phải một kiểu gen duy nhất.Không gian trình tự · vòng nét đứt = khoảng cách đột biến dd = 1d = 2d = 3Đột biếnChọn lọcChủTrình tựKích thước điểm và màu sắc thể hiện nồng độ của biến thể.Sự cân bằng của hai lựcĐột biếntạo ra các trình tự biến thểChọn lọcưu ái những cá thể sao chép tốt hơnNồng độ biến thểNồng độ caoNồng độ trung bìnhNồng độ thấpKiểu dại là đỉnh của đám mây;chọn lọc tác động lên toàn bộ phân bố.

Những điểm chính

  • Đột biến liên tục tạo ra các trình tự đột biến xung quanh một trình tự chủ.
  • Cân bằng đột biến - chọn lọc tạo ra một phân bố ổn định gồm các trình tự liên quan.
  • Tập hợp loài giả chính là phân bố có tổ chức này, chứ không phải một trình tự trội duy nhất.
  • Trình tự chủ/kiểu dại là biến thể thường gặp nhất, nhưng đơn vị của chọn lọc là toàn bộ đám mây đột biến.
  • Trong điều kiện tổ chức không đổi, nồng độ của mỗi biến thể cân bằng giữa sự tự sao chép của nó với dòng đột biến vào/ra từ các trình tự lân cận.
  • Độ rộng của phân bố phụ thuộc vào tốc độ đột biến, chiều dài bộ gen và các khác biệt về chọn lọc; điều này đặt ra bài toán ngưỡng sai số sẽ được đề cập sau.
  • Tập hợp loài giả không phải là một loài phân loại học; nó là một tập hợp phân tử được duy trì một cách động.

Biểu diễn toán học

Trong mô hình tập hợp loài giả, quần thể được mô tả bằng một vectơ nồng độ x cho mỗi trình tự. Động học tuân theo dxi/dt = Wii + ∑Wij, trong đó Wii là giá trị chọn lọc của trình tự i và E(t) là năng suất vượt trội trung bình. Ở trạng thái dừng, phân bố chính là vectơ riêng trội của ma trận đột biến - chọn lọc.

Kiểm tra khái niệm
Ý nghĩa vật lý của tập hợp loài giả là gì? Đó là một tập hợp các trình tự được duy trì một cách động, chứ không phải một kiểu gen duy nhất.