【正确答案】(1)位点计数
每个密码子都有3个核苷酸位点,分成同义和非同义两类。以密码子TTT(Phe)为例,由于3个密码子位置上每个核苷酸都可以转变为另外3种核苷酸,该密码子就有9个直接邻居:TTC(Phe),TTA(Leu),TTG(Leu),TCT(Ser),TAT(Tyr),TGT(Cys),CTT(Leu),ATT(Ile)和GTT(Val)。
其中,密码子TTC和密码子TTT编码同一个氨基酸。因此,对密码子TTT而言,就有个同义位点,个非同义位点(表1和表2)。在计数过程中,不计入变为终止密码子的突变。我们将该方法用于序列1中的所有密码子,并将计数结果相加以获得全序列中同义和非同义位点的总数。然后,对序列2重复该过程并计算两条序列间的平均位点数目,分别计为S和N,有,这里为序列中的密码子的数目。
(2)变异计数
第二步是对两条序列间的同义和非同义变异进行计数。换言之,在两条序列间所观测的差异可按同义和非同义划分。我们再按密码子逐一处理。很明显,如果两个所比较的密码子相同(如TTT对TTT),则同义和非同义变异数目为0;如果两个所比较的密码子间仅在一个位置上存在差异(如TTT对TTA),就很容易发现这种单一的变异是同义的还是非同义的。
TTT对TTC是同义的,CAC对CAA是非同义的(表3和表4)。
表1 密码子TTT(Phe)中的位点计数
目标密码子突变类型置换率(K=1)
TTC(Phe)
TTA(Leu)
TTG(Leu)同义
非同义
非同义1
1
1
TCT(Ser)
TAT(Tyr)
TGT(Cys)非同义
非同义
非同义1
1
1
CTT(Leu)
ATT(Ile)
GTT(Val)非同义
非同义
非同义1
1
1
总和
同义位点数
非同义位点数9
1/3
8/3
K为转换/颠换置换率比率
表2 密码子TTC(Phe)中的位点计数
目标密码子突变类型置换率(K=1)
TTA(Leu)
TTT(Phe)
TTG(Leu)非同义
同义
非同义1
1
1
TCC(Ser)
TAC(Tyr)
TGC(Cys)非同义
非同义
非同义1
1
1
CTC(Leu)
ATC(Ile)
GTC(Val)非同义
非同义
非同义1
1
1
总和
同义位点数
非同义位点数9
1/3
8/3
K为转换/颠换置换率比率
表3 密码子CAC(His)中的位点计数
目标密码子突变类型置换率(K=1)
CAT(His)
CAA(Gln)
CAG(Gln)
同义
非同义
非同义1
1
1
CCC(Pro)
CTC(Leu)
CGC(Arg)非同义
非同义
非同义1
1
1
TAC(Ile)
AAC(Asn)
GAC(Ser)非同义
非同义
非同义1
1
1
总和
同义位点数
非同义位点数9
1/3
8/3
表4 密码子CAA(Gln)中的位点计数
目标密码子突变类型置换率(K=1)
CAT(His)
CAC(His)
CAG(Gln)
非同义
非同义
同义1
1
1
CCA(Pro)
CTA(Leu)
CGA(Arg)非同义
非同义
非同义1
1
1
TAA(Stop)
AAA(Lys)
GAA(Glu)终止密码子
非同义
非同义0
1
1
总和
同义位点数
非同义位点数8
1/3
21/8
(3)多重击中校正
现在,我们有
分别是同义和非同义位点上的差异比例,它们等同于针对核苷酸的JC69模型下的差异比例。因此,我们套用JC69中对多重击中的校正
附密码子表
Second Base
First Base
UCAGThird Base
UPhe
Phe
Leu
LeuSer
Ser
Ser
SerTyr
Tyr
Stop
StopCys
Cys
Stop or Cys
TrpU
C
A
G
CLeu
Leu
Leu
LeuPro
Pro
Pro
ProHis
His
Gln
GlnArg
Arg
Arg
ArgU
C
A
G
AIle
Ile
Ile
Met and FMetThr
Thr
Thr
ThrAsn
Asn
Lys
LysSer
Ser
Arg
ArgU
C
A
G
GVal
Val
Val
ValAla
Ala
Ala
AlaAsp
Asp
Glu
GluGly
Gly
Gly
GlyU
C
A
G
【答案解析】