Ka/Ks 进化分歧时间计算器

历史背景

Ka/Ks比率是分子进化中广泛使用的指标，用于了解作用于蛋白质编码基因的选择压力。Ka（每位点非同义替换）和Ks（每位点同义替换）分别代表影响蛋白质结构的变化和中性变化。通过比较Ka与Ks的比率，研究人员可以推断基因是处于纯化选择（Ka/Ks < 1）、中性进化（Ka/Ks = 1）还是正向选择（Ka/Ks > 1）。

计算公式

基于Ks和突变率（\( r \)）计算进化分歧时间的公式为： \[ \text{进化时间（百万年）} = \frac{\text{Ks}}{2 \times r} \times 10^6 \]

其中：

• \( \text{Ks} \)是同义替换率。
• \( r \)是突变率（每位点每年替换次数）。

示例计算

如果 \( \text{Ks} = 0.02 \) 且 \( r = 1 \times 10^{-9} \)： \[ \text{进化时间} = \frac{0.02}{2 \times 1 \times 10^{-9}} \times 10^6 = 10 \, \text{百万年}. \]

重要性和使用场景

• 研究进化历史： 帮助推断两个物种或基因之间的分歧时间。
• 选择压力分析： 识别基因是否处于选择压力下或以中性方式进化。
• 遗传保守性研究： 探索蛋白质编码基因的进化约束。

常见问题解答

1. Ka/Ks > 1 表示什么？

   • 这表明正向选择，其中非同义变化优于同义变化。

2. 为什么使用 Ks 来估计进化时间？

   • Ks 变化通常被认为是中性的，并以恒定速率累积，使其适用于分子钟。

3. 如何确定突变率？

   • 突变率可以从文献中获得，也可以基于基因组序列和已知的分歧时间通过实验推导得出。

这个计算器是进化生物学家计算分歧时间和了解分子进化动态的强大工具。