Hoď ma hore
prihlásenie:
Registrácia  |  Zabudnuté heslo
tu sa nachádzate: hlavná stránka  náboženstvo  téma
kategórie:  

Pravdepodobnost uzitocnej mutacie

9
reakcií
731
prečítaní
Tému 25. septembra 2016, 09:36 založil Rafael.

podobné témy:

názov témy
posledná
reakcií
05. 10. 2008
69
16. 06. 2017
4
 
 


1.
označiť príspevok

Rafael muž
   25. 9. 2016, 09:36 avatar
Zakladam nove vlakno ako pokracovanie predoslej diskusie, nakolko sa jedna o dost specificku vec. Kazdy vecny komentar je vitany. Ide o pokus zostavit model vytvorenia uzitocnej mutacie pomocou statistickych a matematickych postupov. Moja prva verzia je mierne naivna a predpoklada, ze chceme dostat specificku bielkovinu zodpovednu za uzitocnu funkciu v bakterii e-coli. Zjednodusene povieme, ze staci iba jedna bielkovina a vykasleme sa na neredukovatelnu komplexitu, kedy byva potrebnych viac bielkovin sucasne. Ako pokusny objekt som zvolil ecoli co je podla mna idealny kandidat na podobne uvahy. Strucna charakteristika e-coli bakterie z wikipedie
Pocet proteinov pribl. 2000, genom 4,6mil bazickych parov (bp)
Frekvencia mutacii 1e-9 / bp /generaciu
Priemerna dlzka proteinu 277 aminokyselin (AA)
Tomu zodpoveda kodovacia sekvencia 277 tripletov t.j 831bp
20 druhov amino kyselin (AA)
Frekvencia mutacii priblizne 1x10-3 na bunku a generaciu

Postavme modelovu situaciu, ze hladame sposob ako by mohla vzniknut uzitocna funkcia zalozena na jednej bielkovine.
Bielkovinu nechame nahodne generovat mutaciou v neaktivnej Junk oblasti DNA. Nejake uprednostnovanie prirodzenym vyberom teda nie je mozne.
Ak kazda nukleobaza predstavuje 2bity v dvojkovej sustave (napr A=0 T=1 C=2 G=3 pre jednotlive nukleobazy A,T,C,G) pre bielkovinu kodovanu 831 baz.parmi budeme potrebovat rozsah 1662 bitov, Zanedbajme start a stop kodon a ine detaily.
Predpokladajme, ze mutacia transformuje cislo tak, ze zmeni aktualnu hodnotu na odlisnu v rozsahu 0 az 2^1662 a transformacia ma rovnomerne statisticke rozdelenie.
Stedro predpokladajme, ze pre danu bielkovinu existuje viac sekvencii aminokyselin, nech je 10 percent aminokyselin nahraditelnych dvoma odlisnymi. Potom existuje nie jedna verzia kodovacej sekvencie, ale 3^28 (3 nukleobazy na kodon aminokyseliny a 28 ako 10% z poctu AA) to je priblizne
2,3x10^13
( pocet funkcnych verzii bielkoviny )
Pravdepodobnost vygenerovania vhodneho bazoveho paru predpokladajme podla rovnomerneho statistickeho rozlozenia z frekvencie mutacii
1x10-9 / 4 = 0.25x10e-10
( pravdepodobnost mutacie delene poctom moznych nukleobaz)
Pravdepodobnost spravnej kombinacie pre jednu bielkovinu je 2,3x10^13 * 0.25x10e-10 ^ 831. To je radovo 1x10^(13-8310)
1e-8297. (pravdepodobnost vzniku spravnej kombinacii pri jednej mutacii )
To je cislo pre ktore nejestvuje v nasom vesmire vhodne prirovnanie okrem toho ze je to nekonecne krat mala nula.
To je teda pravdepodobnost, ze by jednou mutaciou vznikla hned spravna kombinacia bielkovin.
To znamena potrebujeme statisticky
1e8297
mutacii, kym sa dopracujeme k spravnemu vysledku.
Pri jednej replikacii by vznikli dve bunky a v dalsej generacii potom dostaneme pravdepodobnost 2x vacsiu, ak budeme predpokladat, ze mutacie neznicia ani jednu bunku a kazda dalsia bunka ma moznost replikovat sa, mozeme poctom buniek vyrazne zvysit pravdepodobnost vytvorenia spravnej bielkoviny. Pokial by sme namnozili buniek dostatocne vela dostaneme sa do stavu, kedy vytvorenie bielkovin je statisticky prakticky nevyhnutne. Budeme na to potrebovat 1e8297 buniek bakterie.
Priemerna velkost bakterie ecoli valcoveho tvaru - priemer 0.5e-6m, dlzka 2e-6m
Objem jednej bakterie je Pi*0,0625e-12 * 2e-6 m3 = 0,392699082e-18 m3
Objem Zeme je priblizne 1e21 m3 a zmesti sa do nej priblizne 2,5e39 bakterii ecoli
Na vytvorenie kolonie dostatocneneho poctu bakterii budeme potom potrebovat objem 0.4e8258 zemegul
Predpokladajme, ze nepotrebujeme mat vsetky bakterie naraz ale rozlozime si generovanie spravnej mutacie na dlhsie casove obdobie.
Dalej predpokladajme, ze cela kolonia v ktoromkolvek momente nebude vacsia ako objem zemegule a bakterie vytvoria kazdu sekundu novu generaciu. Pravdepodobnost novej mutacie pri jednej replikacii je
831 * 1e-9, to mame potom 2,5e39 * 831e-9 = priblizne
2e33 mutacii za sekundu.
Kolko casu budeme statisticky potrebovat aby sme uskutocnili potrebny pocet mutacii dostaneme ak potrebny pocet vydelime poctom mutacii za sekundu.
Potrebujeme teda 1e8297 / 2e33 to je
0.5e8264 sekund.
Pokial vek vesmiru je 14 miliard rokov t.j. 4,5 × 10^17 sekund je treba este 1e8246 krat dlhsia doba na uskutocnenie dostatocneho poctu mutacii.


3.
označiť príspevok

Wolfwood muž
   25. 9. 2016, 13:26 avatar
Vyzerá to celkom fajn
Nechcem Ťa hneď obviňovať zo zaujatosti, tak len načrtnem pár zmien, ak by si súhlasil. Údaje pre E-Coli sú v zásade správne, tie by som nechal.
Potom je tam ale odstránenie prirodzeného výberu, čo môžme nateraz nechať, ale Junk DNA proteiny nekóduje, preto má tiež to označenie. Navyše má E-Coli iba 10% nepoužívaného genómu.
Ďalej ale počítaš, ak tomu rozumiem správne, že A,T,C,G môžu robiť ľubovoľné kombinácie? Ak nie, tak sa ospravedlňujem, ale ak áno, je to chybné, keďže spojenie je vždy zrkadlové A-T, C-G.
Ďalej potrebujeme zmeniť číslo 831 párov na 1 aminokyselinu. Neviem odkiaľ ho máš, ale zrejme to nebude pravda, pri transkripcii na RNA sa každá báza DNA prepíše na RNA 1/1, potom RNA sa prepisuje na aminokyseliny 3/1 a na protein potrebuješ najmenej 9 avšak nie viac ako 20 aminokyselín. Teda počet DNA a RNA báz je rovnaký, na jeden proteín potrebuješ číslo medzi 27 až 60 párov.
Potom je tam ešte počet mutácií na delenie. Totiž počítaš 1x10-9 (počet mutácií na 1 bazálny pár), ale ak chceš počítať delenie bunky, potrebuješ údaj pre bunku 1x10-3 (počet mutácií na bunku a generáciu)


4.
označiť príspevok

Wolfwood muž
   25. 9. 2016, 15:04 avatar
Ešte dodám, aby som sa vyhol nedorozumeniu, to číslo 277 je priemerný počet aminokyselín na polypeptid, ale ten sa skladá dokopy z max 22 druhov aminokyselín, ktoré sa v organizme vyskytujú. Popravde nemám dostatočné matematické schopnosti, aby som ten výpočet urobil sám a správne, takže sa môžem vyjadrovať len k variabilným hodnotám.


2.
označiť príspevok

Nadja žena
   25. 9. 2016, 09:53 avatar
Skús predpokladať, že tento proces naozaj prebieha tak, ako evolucionisti hovoria, čo by si musel vo výpočtoch zmeniť? Čo by mohlo byť chybné?


5.
označiť príspevok

Rafael muž
   25. 9. 2016, 16:00 avatar
Hladal som na nete protein length a dopracoval som sa k nejaky m cislam, ktore som uviedol. Protein je zakladna stavebna komponenta organizmu, ta sa dalej sklada z aminokyselin, ktorych je v zivych organizmoch 22, ale len 20 je kodovanych cez DNA, kodovanie kazdej aminokyseliny sa deje z tripletu nukleobaz t.j. nejaka trojkombinacia z Adenin,Tymin,Guanin,Cytozin napr AGC alebo ACA. resp pri translacii co je proces vytvarania proteinu je tymin nahradeny Uracilom, co je ale iba technicky detail. Takze skutocne kazda aminokyselina zodpoveda trom nukleobazam. Nukleobazy v DNA spirale su parove A-T, C-G ale otocenie paru dava dve moznosti, takze je to prakticky stvorkova ciselna sustava s pouzitim cislic 0,1,2,3. Technicky je zvykom pouzivat skor dvojkovu systavu, takze kazda nukleobaza sa da vyjadrit dvoma bitmi 00,01,10 a 11. Pri translacii sa kodova sekvencia z DNA prepise do RNA, ktora az vo vysledku sluzi k synteze proteinu, ale stale je to stvorkova sustava. A kazda trojica po sebe iducich cislit tvori kodon. Ten sa da zapisat 6 bitmi a teda moze reprezentovat hodnotu 0-63.


7.
označiť príspevok

Wolfwood muž
   25. 9. 2016, 16:58 avatar
Hej, to s tými proteinami si našiel správne. Čo sa tripletu týka, kóduje sa už priamo z bazálneho páru, teda z troch párov, tie sa následne prepíšu na RNA, ktorá nie je dvojitá. Čiže napríklad je to A-T C-G A-T. Za sebou môžu byť páry usporidané hocijak, ale či skutočne záleži aj na ich poradí v helixe sa priznám, že neviem :D
Ak záleží na tomto rozpoložení, tak to sedí ako píšeš.


6.
označiť príspevok

Rafael muž
   25. 9. 2016, 16:32 avatar
"Potom je tam ale odstránenie prirodzeného výberu, čo môžme nateraz nechať, ale Junk DNA proteiny nekóduje, preto má tiež to označenie. Navyše má E-Coli iba 10% nepoužívaného genómu."
Je to len zatial taky naivny zjednoduseny nastrel, junk DNA uvazujem preto, ze hoci tam moze byt ulozeny velmi dolezity program, nemame celko istotu aku ma funkciu. Kodujucu cast DNA neuvazujem, lebo predpokladam, ze obsahuje uz osvedcene informacie, ktore je treba zachovat.


8.
označiť príspevok

Wolfwood muž
   25. 9. 2016, 17:05 avatar
Ano, junk DNA by bol dobrý príklad, že by musel naraz vzniknúť určitý druh proteinu, ale mali by sme rozlišovať protein a polypeptid. Ešte k tomu je tam nepríjemná schopnosť nedokončených proteinov sa kombinovať navzájom, ale v tomto bode ešte asi nemá zmysel to tam pridávať.
Čo sa týka kódovacej časti, určite už obsahuje užitočné informácie, to je však to, čo sa v skutočnosti mení a prirodzený výber rozhodne o hodnote novej informácie.
Našiel som ťiež relatívnu hodnotu prispôsobivosti proteinov, podľa všetkého je to u E.Coli 50-75 percent, čiže proteiny fungujú v minimálne 50 percent všetkých zapojení, čo bude tiež treba asi ešte upraviť.
Ako nástrel je to fakt fajn, som zvedavý (úprimne) čo z toho vyjde


9.
označiť príspevok

Rafael muž
   25. 9. 2016, 21:23 avatar
protein alebo polypeptid je v principe asi to iste, ci nie ? Je otazka, ci nazvat napr. mRNA proteinom alebo niektore funkcne molekuly, ktore sa myslim tiez koduju v DNA a mechanizmus tvorby je zhruba totozny. Nechapem presne co myslis tou prisposobivostou proteinov, resp co je 50% zapojeni. Uvadzal som, ze u kazdeho proteinu existuju na niektorych poziciach alternativne aminokyseliny s ktorymi je protein rovnako funkcny.


10.
označiť príspevok

Wolfwood muž
   25. 9. 2016, 21:40 avatar
Protein je jednoduchšia štruktúra (kratšia) polypeptid je niečo ako dlhší rad proteinov, má teda viac aminokyselín, ale len počtom, počet druhov zostáva aj pri ňom rovnaký.
Čo sa zapojení týka, určil si mieru 10% ako množstvo aminokyselín, ktoré sa dajú zmeniť a bude ešte správne fungovať, tá miera ale je 50-75%, kedy pod 50% zmena nemá výrazný efekt a nad 75% už môže spôsobiť nefunkčnosť alebo nestabilitu proteinu. Potom sú tu ešte problémy s tým, že nefunkčnosť proteinu nemusí znamenať zánik organizmu, napríklad sa odhaduje, že chybou proteinu vytvárajúceho cytoplazmu sa bunky spojili a vytvorili prvý mnohobunkový organizmus.
váš príspevok

Pridávať príspevky môžu iba zaregistrovaní účastníci fóra.

Som zaregistrovaný

nick: heslo:
zostať trvalo prihlásený    
Nie som zaregistrovaný

Vaša prezývka:  

Po zaregistrovaní budete automaticky presmerovaní do tejto témy.

najnovšie príspevky na celom fóre

včera, 23:58,  (81) Ty nevieš ani fotiť ani strieľať. Za tých 30 rokov by si už dosiahol nejakú úroveň,...
včera, 23:55,  USA sťahujú svoje vojská zo Sýrie Boris 21. 12. 2018, Nech je Trump kontroverzný, po...
včera, 23:53,  Boris ty si mal robiť babu vangu na sputniku . V dobe keď ja vôbec netuším ake strany...
včera, 23:48,  O zbraniach by som nediskutoval. Viem akurát, že v týchto dňoch, a už dlhší čas aj...
včera, 23:45,  OK, len som reagoval na tvoje: Perfektne bolo keď humanitarny bombarder vyhlasil že odkial som...
včera, 23:44,  Uvedom si, že ľudia počas života aj menia názory. Koľko bolo členov v KSČ? 500 000? A...
včera, 23:42,  Lemmy to bola taká odbornejšia diskusia o loveckých zbraniach a dlžkach hlavní ich vplyve na...
včera, 23:39,  Ako na školení VUML *13*13*13*13*13*13*13*13
včera, 23:38,  A dal si mu odkaz? https://www.nato.int/nato-welcome/index_sk.html Sú pekne vymenované.
včera, 23:37,  A čo toto video minúta od 3:50 min do 4:10 https://www.youtube.com/watch?v=BbeEeCV9mDQ...
včera, 23:35,  Dôvody prečo na Slovensku doteraz nikto neuniesol žiadne lietadlo - denník teroristu: ?...
včera, 23:35,  the X- tak totok vôbec nevadí a totokaj ďalej.
včera, 23:31,  Neviem, čo tým naznačuješ, ale môj príspevok hovorí o tom, že Putina si vážia všade,...
včera, 23:31,  Boris- Osvietený má na to iný názor. On v náhode súvislosti nevidí. Asi je potrebné...
včera, 23:28,  Ale aby sme nemuseli nič tajiť povedal nám niečo o tom prognostik v roku 1989 pred dohnitím...
včera, 23:26,  výborný cenník a znáška bludov pobavil som sa
včera, 23:22,  https://scontent-vie1-1.xx.fbcdn.net/v/t1.0-9/72362149_731301114013063_4932309944163631104_n.jpg?...
včera, 23:21,  tak totok ale nechápem :)
včera, 23:17,  Kasafran tak dobre ukecal si ma Tarkaničová Slávka Adresa: Komárany 123, Vranov nad...
včera, 23:13,  Aha už viem, prečo Michal David nehráva na smeráckych MDŽ. Dopadlo by to takto...
neprehliadnite
df.sk na Facebooku
vyhľadávanie
 
Úspech v manželstve nezáleží len na tom, aby sme našli toho
pravého partnera, ale hlavne na tom, aby sme my sami boli tou pravou osobou.
Prevádzkuje df.sk | TOPlist
(71 542 bytes in 0,625 seconds)