중립 돌연변이에 의한 진화 시뮬레이션, 메르스바이러스 염기서열 분석

소개글

중립 돌연변이에 의한 진화 시뮬레이션, 메르스바이러스 염기서열 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 중립 돌연변이에 의한 진화 시뮬레이션
1)돌연변이율 분석
2)대립유전자 치환률 분석
3)새로운 allele이 고정될 확률
4)집단의 크기에 따른 확률 변화
5)expected heterozygosity

2. 메리스 바이러스의 염기서열 분석
1)공통조상 존재 시점 분석
2)synonymous 치환/nonsynonymous 치환 분석
3)염기치환 관찰 분석

본문내용

에 mutation이 일어난 경우에도, transition이 발생했을때는 똑같은 amino acid를 지정하거나 거의 비슷한 성질을 가지는 amino acid를 지정한다. 따라서 실제로 발생확률이 높은 transition의 경우에는 nonsynonymous전환을 유발할 확률이 높기 때문에, 실제 생명체에서는 nonsynonymous전환이 synonymous전환보다 높은 확률로 일어나게 된다.
셋째, 실제 상황에서는 natural selection이 작용하기 때문이다. 발생한 mutation이 synonymous하여 codon이 지정하는 amino acid가 달라진 경우, natural selection에 의해 해당 mutation이 허용되거나 되지 않는 방식으로 allele의 빈도가 조절되는 것이다. nonsynonymous전환인 경우 mutation의 영향이 항상 중립적(neutral)이다. 반면 synonymous전환인 경우 mutation의 영향이 중립적일 수도 있지만, advantageous mutation이라 개체의 fitness(적응도)를 높여서, natural selection에의해 해당 allele이 증가할수도 있고, harmful mutation이라 개체의 fitness를 낮춰서, natural selection에 의해 해당 allele이 제거될수도있다. 그런데 대부분의 mutation은 harmful한 경우가 많으므로, synonymous mutation의 allele은 population에서 점차 사라지게 된다. 따라서 실제 개체에서 조사했을때는 nonsynonymous mutation이 더 높은 빈도로 나타나게 되는 것이다.
6. 3번에서 작성한 표에 나와 있는 총 6가지 종류의 염기치환 중 어떤 것이 가장 많이 일어났는가? 그 이유는 무엇일까?
6가지 종류의 염기치환 중 C↔T 염기치환이 가장 많이 일어났다. 그 이유는 C와 T는 둘다 pyrimidine으로, 화학적 구조가 유사하기 때문에 transition이 높은 빈도로 발생하기 때문이다. 같은 이유로 purine→purine으로 바뀌는 A↔G 염기치환도 상대적으로 높은 빈도로 발생한 것을 확인할 수 있다. 같은 transition임에도 불구하고 C↔T 염기치환이 A↔G 염기치환보다 매우 높은 빈도로 발생한 이유는, third position에 발생한 A↔G치환의 경우 UGG↔UGA로 변화하는 경우 Trp를 지정하던 것이 stop codon으로 바뀌고, AUA↔AUG로 변화하는 경우 Ile을 지정하던 것이 start codon으로 바뀌는등 그 영향이 크고 harmful한 경우가 있기 때문에 natural selection에 의해 해당 allele이 제거되었기 때문이다. 반면 third position에 발생한 C↔T 염기치환의 경우 항상 같은 amino acid를 지정(nonsynonymous)하여 그 영향이 neutral하기 때문에 natural selection을 받지 않아, 실제 개체를 조사했을 때 A↔G 염기치환보다 높은 빈도로 나타나게 된다.

키워드

돌연변이,   중립 돌연변이,   진화 시뮬레이션,   메르스,   공통조상,   염기서열,   이화여자대학교,   생명과학실험,   생과실