Calculateur de temps de divergence évolutive Ka/Ks

Contexte historique

Le ratio Ka/Ks est une mesure largement utilisée en évolution moléculaire pour comprendre la pression sélective agissant sur les gènes codant pour les protéines. Ka (substitutions non-synonymes par site) et Ks (substitutions synonymes par site) représentent respectivement les changements affectant la structure protéique et les changements neutres. En comparant le ratio de Ka à Ks, les chercheurs peuvent déduire si un gène est soumis à une sélection purifiante (Ka/Ks < 1), à une évolution neutre (Ka/Ks = 1), ou à une sélection positive (Ka/Ks > 1).

Formule de calcul

La formule de calcul du temps de divergence évolutive basée sur Ks et le taux de mutation ( \( r \)) est : \[ \text{Temps évolutif (Millions d'années)} = \frac{\text{Ks}}{2 \times r} \times 10^6 \]

Où :

• \( \text{Ks} \) est le taux de substitution synonyme.
• \( r \) est le taux de mutation (substitutions par site et par an).

Exemple de calcul

Si \( \text{Ks} = 0,02 \) et \( r = 1 \times 10^{-9} \) : \[ \text{Temps évolutif} = \frac{0,02}{2 \times 1 \times 10^{-9}} \times 10^6 = 10 \, \text{millions d'années}. \]

Importance et scénarios d'utilisation

• Étude de l'histoire évolutive : Aide à déterminer le temps de divergence entre deux espèces ou gènes.
• Analyse de la pression de sélection : Identifie si les gènes sont soumis à une pression sélective ou évoluent de manière neutre.
• Études de conservation génétique : Explore les contraintes évolutives sur les gènes codant pour les protéines.

FAQ

1. Que signifie Ka/Ks > 1 ?

   • Cela suggère une sélection positive, où les changements non-synonymes sont favorisés par rapport aux changements synonymes.

2. Pourquoi Ks est-il utilisé pour estimer le temps évolutif ?

   • Les changements Ks sont souvent considérés comme neutres et s'accumulent à un rythme constant, ce qui les rend adaptés aux horloges moléculaires.

3. Comment déterminer le taux de mutation ?

   • Les taux de mutation peuvent être obtenus à partir de la littérature ou dérivés expérimentalement sur la base de séquences génomiques et de temps de divergence connus.

Ce calculateur est un outil puissant pour les biologistes de l'évolution afin de calculer les temps de divergence et de comprendre la dynamique de l'évolution moléculaire.