RNA-seq名词解释(6)

(八)比较转录组学相关

比较转录组学:(Comparative Transcriptomics)是一种快速、全面解析不同品系,不同亚种进化关系,以及特定组织表达情况和关系的生物学方法。比较转录组方法针对遗传背景较大的不同品系物种,可以从转录组水平进行不同品系和不同亚种间序列水平的进化分析和表达水平的差异分析及共表达网络分析。

Ka/Ks:即非同义突变率与同义突变率的比值,这个比值的大小可以用于描述是否有选择压力作用于蛋白编码基因。通常认为,Ka/Ks>1表明有正选择(positive selection)效应,即有些有利突变正受到选择;如果 Ka/Ks<1,则认为有纯化选择(negative/purefy selection)作用,即一些无用突变逐渐被删除。

在物种水平上看,如果某个基因对于环境特别有利,则会受到强烈的正选择作用,而如果是没有太大影响,则是属于中性选择,但如果是过于无用的功能,则会受到强烈的纯化作用。
对应到基因序列水平,则跟同义突变与非同义突变相关,在进化学上以同义突变频率(Ks),非同义突变频率(Ka),两者比率(Ka/Ks)对选择作为评判标准。

通常认为:如果Ka/Ks>1,则认为有正选择效应。如果Ka/Ks=1,则认为存在中性选择。如果Ka/Ks<1,则认为有纯化选择作用。

homologous:在生物学种系发生理论中,若两个或多个结构具有相同的祖先,则称它们同源(Homology)。这里相同的祖先既可以指演化论意义上的祖先,即两个结构由一个共同的祖先演化而来,也可以指发育意义上的祖先,即两个结构由胚胎时期的同一组织发育而来。同源这一概念需与相似区分开来。比如说,昆虫的翅膀、蝙蝠的翅膀和鸟类的翅膀是相似的,但却不同源,这种现象被称为非同源相似。
ortholog 描述在不同物种中来自于共同祖先的基因,可能有相同的功能,也可能没有。
paralog 描述在同一物种内由于基因复制而分离的同源基因。

同源序列可分为两种:直系同源(orthology)和旁系同源(paralogy)。直系同源的序列因物种形成(speciation)而被区分开(separated):若一个基因原先存在于某个物种,而该物种分化为了两个物种,那么新物种中的基因是直系同源的;旁系同源的序列因基因复制(gene duplication)而被区分开(separated):若生物体中的某个基因被复制了,那么两个副本序列就是旁系同源的。直系同源的一对序列称为直系同源体(orthologs),旁系同源的一对序列称为旁系同源体(paralogs)。
直系同源体通常有相同或相似的功能,但对旁系同源体则不一定:由于缺乏原始的自然选择的力量,复制出的基因副本可以自由的变异并获得新的功能。

参考链接:
【进化基因组学】比较转录组--导论 - 知乎 (zhihu.com)

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