موضوع مقاله: جهش پذیرفته نقطه‌ای | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جهش پذیرفته نقطه‌ای | مقدمه: هر ماتریس در سطرها و ستون‌های خود ۲۰ آمینو اسید دارد و هر درایه از ماتریس احتمال جایگزینی یک آمینو اسید با دیگری را مشخص می‌کند. | ## بخش 1: جهش پذیرفته نقطه‌ای | این ماتریس در بیوانفورماتیک برای به دست آوردن ماتریس نمره‌دهی جهت ارزیابی شباهت دو دنباله به کار می‌رود. برای مثال احتمال ۱۸ درصدی جایگزینی آرژنین با لیسین در این ماتریس امتیاز ۳ را به همراه خواهد داشت. در محاسبات فرکانس ظهور آمینو اسیدها و مقادیر احتمالات از روی دنباله‌های شناخته شده به دست می‌آید. ماتریس‌های PAM عادی‌سازی شده‌اند، برای مثال ماتریس PAM۱ احتمال جایگزینی‌هایی را نشان می‌دهد که یک جهش نقطه در هر ۱۰۰ آمینو اسید را تجربه کرده‌اند. جهش‌ها ممکن است هم‌پوشانی داشته باشند، در ماتریس PAM۲۵۰ باید در هر ۱۰۰ آمینو اسید ۲۵۰ جهش دیده شود اما تاکنون ۸۰ جهش مؤثر دیده شده‌است. در طول حیات سلول، این اطلاعات توسط مکانیسم های سلولی رونوشت میشوند تا پروتئین تولید شود و یا دستورات لازم برای سلول های دختر در هنگام تقسیم سلولی فراهم شود و در هنگام انجام این فرایند ها ممکن است دی ان ای تغییر کند. در سطح سلولی، ساز و کار هایی نظارتی وجود دارد که اکثر - نه همه - این تغییر ها را قبل از تکثیر دی ان ای اصلاح می کند. اگر یک جهش نقطه ای درون یک ناحیه بیان شده از ژن یا اگزون رخ دهد، رمز ژنتیکی مشخص کننده یک آمینو اسید خاص درون پروتئین تولید شده از روی ژن را تغییر خواهد داد. با وجود افزونگی های رمز ژنتیکی، این امکان وجود دارد که این جهش آمینو اسید های تولید شده در زمان ترجمه را تغییر دهد و در نتیجه ساختار پروتئین تغییر کند. | ## بخش 2: جهش پذیرفته نقطه‌ای | تغییر تنها یک آمینو اسید درون پروتئین می تواند کارآمدی آن را کاهش دهد و یا حتی جهش می تواند عملکرد پروتئین را تغییر دهد. اینگونه تغییرات میتوانند شدیدا میتوانند عملکرد های حیاتی سلول را تحت تاثیر قرار دهند به صورتی که پروتئین باعث میشود سلول، و در شرایط شدید تر کل اندامگان بمیرند. در مقابل، تغییر ممکن است به سلول اجازه دهد که عملکرد خود را هرچند متفاوت ادامه دهد و جهش می تواند به فرزند آن اندامگان انتقال یابد. در همه کدام از این حالت ها، در صورت شرکت در فرآیند انتخاب طبیعی، جهش های نقطه ای با موفقیت وارد خزانه ژنتیکی میشوند. ۲۰ نوع مختلف آمینو اسید که به وسیله کد ژنتیکی ترجمه میشوند تفاوت زیادی در ویژگی های فیزیکی و شیمیایی زنجیره کناری خود دارند. البته این آمینو اسید ها میتوانند در گروه هایی با ویژگی های فیزیکی-شیمیایی مشابه گروه بندی شوند. احتمال اینکه جایگزینی یک آمینو اسید با آمینو اسید دیگری از گروه خودش تاثیرات مشابهی روی ساختار و عملکرد یک پروتئین داشته باشد بیشتر از وقتی است که آن آمینو اسید با آمینو اسیدی از گروه دیگر جایگزین شود. در نتیجه پذیرش یک تغییر به عنوان جهش نقطه ای به شدت وابسته به آمینو اسید جایگزین کننده و آمینو اسید جایگزین شونده است. ماتریس های جهش پذیرفته نقطه ای (PAM) یک ابزار ریاضی برای محاسبه نرخ های متغیر پذیرش در هنگام سنجیدن شباهت پروتئین ها هنگام هم ترازی هستند. | ## بخش 3: جهش پذیرفته نقطه‌ای | به دلیل اینکه مقدار در ماتریس بیانگر تعداد جهش ها در هر ۱۰۰ آمینو اسید است که می تواند با درصد عنوان شود، گاهی اوقات از عبارت درصد جهش پذیرفته استفاده میشود. اما عبارت 'ماتریسهای جهش پذیرفته نقطه ای' به یکی از ماتریس های خانواده ای از ماتریس ها اشاره می کند که حاوی امتیاز هایی هستند که نشان میدهد تا چه اندازه محتمل است که دو آمینو اسید طی یک توالی از رویداد های جهش با یکدیگر هم تراز شوند. ماتریس در واقع یک ماتریس جهش پذیرفته نقطه ای است که مربوط به بازه ای از زمان است که به اندازه کافی طولانی باشد تا جهش بتواند به ازای ۱۰۰ آمینو اسید رخ دهد. شیوه محاسبه این ماتریس ها بر اساس مشاهده ۱۵۷۲ جهش در درخت تبارزایی ۷۱ خانواده پروتئین های بسیار مرتبط با یکدیگر بود. در نتیجه معقول است که فرض کنیم که هرگونه عدم تطابق در چینش رشته پروتئین ها نتیجه یک رویداد جهش است و نه چند جهش در همان جایگاه در رشته پروتئین. هر ماتریس PAM شامل ۲۰ سطر و ۲۰ ستون است که هر کدام از آنها نشان دهنده یکی از ۲۰ آمینو اسید ترجمه شده از رمز ژنتیکی هستند. مقدار هر سلول این ماتریس مربوط به احتمال هم تراز شدن آمینو اسید مربوط به آن سطر قبل از جهش با آمینو اسید مربوط به آن ستون بعد از جهش است. کاربرد ها شناخت جهش پذیرفته تک نقطه ای و ماتریس های مرتبط به آن و همچنین شناخت ویژگی های این ماتریس ها کاربرد های بسیار وسیعی دارد. یکی از این کاربرد ها شناخت علل به وجود آمدن بسیاری از بیماری های مرتبط با دی ان ای و تغییر ژن ها است. | ## جمع‌بندی | امروزه به کمک این موارد، میدانیم که جهش در تنها یک عضو از پروتئین می تواند به تعداد زیادی از شرایط آسیب شناسی اجتماعی مرتبط باشد.