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¿Qué es un adjetivo que describe la propiedad de conferir aptitud?

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Encuentro prolijo repetir

El rasgo X es un rasgo que confiere aptitud.

Me pregunto si puedo escribir

el rasgo X es útil.

Si no es así, ¿hay algún adjetivo que describa esta propiedad de conferir aptitud?


Condiciones

Se dice que una variante de rasgo que está asociada a una aptitud más alta que otra variante es beneficioso o algunas veces adaptado. Por otro lado, se dice que una variante de rasgo que está asociada a una menor aptitud es perjudicial o algunas veces inadaptado.

"beneficioso / perjudicial" frente a "adaptativo / desadaptativo"

Los términos son muy similares, pero tendería a pensar que hay tendencias a usar "beneficioso / perjudicial" o "adaptativo / desadaptativo" dependiendo del contexto específico.

Estos términos también se pueden usar cuando se habla de variantes genéticas y no solo de variantes de rasgos fenotípicos. En genética evolutiva, los términos "beneficioso / perjudicial" se utilizan con más frecuencia que "adaptativo / desadaptativo".

Además, en general, los términos "adaptativo / desadaptativo" se utilizan a menudo en ausencia de variación para el rasgo en cuestión en la población, mientras que los términos "beneficioso / perjudicial" se utilizan con mayor frecuencia cuando hay variación en la población.

Nota

Tenga en cuenta queEl rasgo X es un rasgo que confiere aptitudno tiene mucho sentido como se explica aquí.


No estoy seguro de que "conferir aptitud" sea la forma correcta de pensar sobre las cosas, ya que la aptitud suele ser una combinación compleja de rasgos, pero creo que el adjetivo que está buscando es "adaptativo", aunque este adjetivo implica que ha sido seleccionado, así como que ha contribuido positivamente a la aptitud, ya que cualquier rasgo hereditario que haya existido a lo largo de un ciclo reproductivo, ambos necesariamente serían verdaderos.

De https://www.merriam-webster.com/dictionary/adaptive una de las oraciones de ejemplo es:

Los pies palmeados son un rasgo adaptativo en los animales acuáticos.


¿Qué es un adjetivo que describe la propiedad de conferir aptitud? - biología

Las condiciones para la selección natural

El exceso de fecundidad y la consiguiente competencia para sobrevivir en todas las especies, proporcionan las condiciones previas para el proceso que Charles Darwin llamó selección natural. La selección natural es más fácil de entender, en abstracto, como un argumento lógico, que lleva de las premisas a la conclusión. El argumento, en su forma más general, requiere cuatro condiciones:

1. Reproducción. Las entidades deben reproducirse para formar una nueva generación.

2. Herencia. La descendencia debe tender a parecerse a sus padres: en términos generales, "lo similar debe producir lo similar".

3. Variación de caracteres individuales entre los miembros de la población. Si estamos estudiando la selección natural del tamaño corporal, entonces diferentes individuos de la población deben tener diferentes tamaños corporales.

4. Variación en la aptitud de los organismos según el estado que tengan de carácter hereditario. En la teoría de la evolución, aptitud significa el número medio de descendientes que deja un individuo en relación con el número de descendientes que deja un miembro medio de la población. Por lo tanto, esta condición significa que los individuos de la población con algunos caracteres deben tener más probabilidades de reproducirse (es decir, tener una mayor aptitud) que otros.

Si se cumplen estas condiciones para cualquier propiedad de una especie, se produce automáticamente la selección natural. Y si alguno no lo es, no es así.

Así, las entidades, como los planetas, que no se reproducen, no pueden evolucionar por selección natural; las entidades que se reproducen, pero en las que los caracteres parentales no son heredados por su descendencia, tampoco pueden evolucionar por selección natural. Pero cuando se aplican las cuatro condiciones, las entidades con la propiedad que confiere mayor aptitud dejarán más descendencia y la frecuencia de ese tipo de entidad aumentará en la población.

Richard Dawkins da su propia definición de las condiciones para la selección natural.


Diferencia entre isotrópico y anisotrópico

"Isotrópico" y "anisotrópico" son dos adjetivos y sustantivos contrastantes que se utilizan para describir las propiedades de los materiales y minerales. Tanto "isotrópico" como "anisotrópico" también contienen el elemento de dirección en sus descripciones.

"Anisotrópico" se refiere a las propiedades de un material que depende de la dirección. Otra condición que puede ajustarse a la definición anisotrópica es la presencia de diferentes propiedades en diferentes direcciones. Un enlace químico diferente en todas las direcciones también es una condición para la anisotropía.

Un mineral puede considerarse anisotrópico si permite que algo de luz lo atraviese. El sistema polar superior del mineral permite que la luz pase, en verdad, afecta la polarización de la luz. La velocidad de la luz también es diferente y hay doble refracción (lo que significa que la luz se divide en dos direcciones).

En los minerales anisotrópicos, la doble refracción puede conducir a cualquiera de sus dos tipos posibles: uniaxial (es decir, un eje óptico) o biaxial (dos ejes).

Los materiales anisotrópicos se encuentran a menudo en diferentes campos como gráficos por computadora, química, imágenes del mundo real, física, geografía y geofísica, acústica médica, ciencia e ingeniería de materiales, microfabricación y neurociencia.

Por otro lado, los materiales o minerales isotrópicos tienen propiedades uniformes en todas las direcciones. Se dice que los materiales isotrópicos son independientes en dirección o manera. Una implicación de que un material o mineral sea isotrópico es que los enlaces químicos dentro de él son todos idénticos en todas las direcciones.

Un mineral isotrópico puede aparecer o permanecer oscuro cuando la luz lo atraviesa, la estructura uniforme del mineral bloquea la luz en todas las direcciones. Además, la luz no afecta la polarización del mineral ni la dirección de la luz. La velocidad de la luz está en todas las direcciones y el índice de refracción está en todas partes.

Los materiales isotrópicos se encuentran en muchas industrias como las matemáticas, la física, la ciencia de los materiales, la geografía, la economía y la biología. En términos de estructura de palabras, "anisotrópico" se deriva de "isotrópico". El prefijo griego "an" indica un contraste en el significado y uso de la base o raíz adjunta. En este caso, la palabra raíz es "isotrópico", que literalmente significa "dirección igual". "Iso" es la palabra griega para "igual", mientras que "trópico" significa "dirección" en el idioma griego.

Tanto anisotrópicos como isotrópicos pueden usarse como sustantivos y adjetivos. También pueden formar otras partes del discurso, como adverbios u otros adjetivos.

Resumen:

1. "Isotrópico" y "anisotrópico" son palabras relacionadas que son opuestas entre sí. "Isotrópico" es un sustantivo y adjetivo que describe algo con propiedades idénticas en todas las direcciones.
Como su opuesto, el anisotrópico también tiene el mismo propósito (como sustantivo y adjetivo) para materiales con diferentes propiedades en todas las direcciones.
3. "Isotrópico" es independiente de la dirección, mientras que los materiales "anisotrópicos" dependen en gran medida de ella.
4. Los minerales anisotrópicos pueden ser penetrados por la luz debido a sus propiedades inconsistentes en todas las direcciones. Lo contrario es cierto para los minerales isotrópicos, la luz no puede penetrar el mineral porque las propiedades del mineral bloquean la luz en cualquier dirección.
La unión química es otro punto de diferencia. Los minerales anisotrópicos tienen enlaces químicos diferentes e inconsistentes. Los minerales isotrópicos, por otro lado, exhiben enlaces químicos consistentes y uniformes dentro del mineral.
6. Los minerales anisotrópicos tienen la característica de doble refracción, que se puede clasificar como uniaxial o biaxial. Mientras tanto, los minerales isotrópicos no tienen esta característica.
7. En términos de estructura, "anisotrópico" es un término derivado. Es una palabra que proviene de "isotrópico", que significa "dirección igual". La adición del prefijo griego "an" hace que el significado de la palabra sea completamente opuesto a su raíz o palabra base. Esto también es cierto para otras palabras con este prefijo.


Examen de biología 1

Las polillas con probóscide más largas tienen más probabilidades de tener acceso al néctar de la orquídea y, por lo tanto, es más probable que sobrevivan a la reproducción.

Metabolismo: los autótrofos utilizan la energía del sol

Homeostasis: el mantenimiento de la constancia interna se denomina _______

Reproducción, crecimiento o desarrollo: atravesar la pubertad para alcanzar la madurez es parte de _______

Dominio: Eukarya, la categoría taxonómica más inclusiva, grupo taxonómico que contiene todas las bacterias.

Bacterias: una bacteria estreptococo

Dependiente - Mide el punto de ebullición del agua a distintas altitudes Mide el punto de congelación del agua en presencia de varias cantidades de sal

Hidrólisis: las moléculas de agua se rompen, los polímeros se rompen, ocurre en el estómago como parte de la digestión.

2 enlaces covalentes no polares: dos átomos que no son muy electronegativos se atraen entre sí y comparten electrones

3 enlaces de hidrógeno: una molécula polar es atraída por otra molécula polar

Elemento a granel esencial: carbono, nitrógeno, hidrógeno, calcio

La síntesis por deshidratación está involucrada en reacciones que combinan monómeros orgánicos para producir polímeros.

Neutro - agua pura, pH 7

Lípido: su característica principal es su propiedad repelente al agua, almacenada en el tejido adiposo.

Ácido nucleico: ADN, ARN, sus monómeros se llaman nucleótidos, los genes están hechos de este

Triglicéridos: funcionan en el almacenamiento a largo plazo de energía, las cadenas de hidrocarburos pueden estar saturadas e insaturadas, compuestas por 3 ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol.

Ceras: forman sellos que el agua no puede penetrar

Proteínas: la hemoglobina y las enzimas son ejemplos, una amplia gama de funciones, desde el transporte de sustancias hasta la realización de reacciones químicas.

Ácidos nucleicos: nucleótidos, almacenan información genética y la utilizan en las células, el ADN y el ARN son ejemplos.

Agregar una base a una solución ácida acercará el pH de la solución a 7.

Una reacción de hidrólisis implica la división de una molécula de agua cada vez que se rompe un enlace en un polímero para producir un monómero.

Los esteroles incrustados en la bicapa permiten que la membrana permanezca fluida a diversas temperaturas.

Algunas proteínas incrustadas en la membrana ayudan a transportar moléculas grandes a través de la bicapa.

Microscopio de elección de transmisión: podría usarse para observar el aparato de Golgi, proporciona el nivel más alto de resolución

Filamento intermedio: este filamento está compuesto por varias proteínas diferentes, este filamento se encuentra en las uniones de anclaje.

Los esteroides en las membranas celulares permiten que la membrana sea más fluida.

Las bicapas de fosfolípidos rodean todas las células eucariotas.

Proteínas receptoras: las hormonas se unen aquí

Enzimas: estas proteínas ayudan a catalizar reacciones químicas.

Proteínas de reconocimiento: una mujer tiene un trastorno que hace que su sistema inmunológico adhiera sus propias células.Puede tener un problema con estas proteínas.

Procariotas: carece de retículo endoplásmico, tiene ADN en el citoplasma

Filamento intermedio: forma un andamio celular interno y proporciona resistencia mecánica

Microtúbulos: proteína estructural principal de los cilios y flagelos, forma pistas a lo largo de las cuales las proteínas motoras transportan varios componentes intracelulares, desempeña un papel importante en la división celular, está compuesto por la proteína tubulina.

Bacterias: los tres dominios surgieron de un ancestro común, este dominio fue el PRIMERO en aparecer, este dominio contiene los organismos más abundantes y diversos


prestado del francés dinámico o Nuevo latín Dynamicus & quot; en relación con la fuerza física o la energía & quot; tomado del griego dynamikós & quotpoderoso, eficaz & quot; de dýnamis & quotpotencia, fuerza, capacidad & quot (derivada i-vástago, con sufijo -metro-, de dýnamai, dýnasthai & quot para poder, tener la fuerza o capacidad (para hacer algo), ser equivalente a & quot de origen incierto) + -ikos -ic entrada 1

Nota: francés dinámico y nuevo latín Dynamicus fueron popularizados, si no introducidos, por Gottfried Wilhelm leibniz. El verbo griego dýnamai parece haber sido un presente nasal original con el -norte- infijo generalizado en todo el paradigma. Si una base indoeuropea * deu̯h2- (o * deh2u̯-?) & quot; para encajar, unir & quot; es reconstruible sobre la base de Tocharian B tsuwa & quot (se) adhirió, cohesionó & quot germánica * taujan- & quot para preparar, hacer & quot (ver la entrada 1 de la taw), luego dy-n-a- se puede asumir que es un sentido aproximado desarrollo & quot; unirse & quot & gt & quot; adaptarse, ser adecuado & quot & gt & quot; ser capaz & quot.

prestado del francés dinámico, sustantivo derivado de dinámico entrada dinámica 1


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Evolución y propagación de la resistencia

Dado que la resistencia a los antibióticos es el resultado de la selección natural de mutaciones que confieren resistencia, es importante comprender los procesos evolutivos subyacentes a esta selección. Un elemento interesante de este rompecabezas es que las bacterias adquieren resistencia a diferentes antibióticos a diferentes velocidades. en un PLOS Biología En este artículo, los autores intentaron comprender las propiedades que determinan la rapidez con la que evolucionará la resistencia [4]. Identificaron dos propiedades, la variabilidad de la resistencia y la sensibilidad a la dosis, que podrían predecir la tasa de evolución en siete de ocho de los fármacos.

Otro elemento crítico para comprender la evolución de la resistencia es el costo que tienen las mutaciones que confieren resistencia en la aptitud bacteriana (es decir, la tasa de crecimiento). La mayoría de las mutaciones tienen un costo asociado; sin embargo, las bacterias pueden obtener mutaciones adicionales, conocidas como mutaciones compensatorias, que compensan esos costos y ayudan a mantener las mutaciones de resistencia en una población. A PLOS Biología El artículo describe cómo las bacterias resistentes a múltiples fármacos compensan, encontrando que su evolución compensatoria es distinta de la de las bacterias resistentes a fármacos individuales solos, debido a la interacción entre las mutaciones de resistencia [5].

La resistencia a los antibióticos a menudo se adquiere mediante la transferencia de genes que confieren resistencia entre bacterias, y esta adquisición suele facilitarse mediante un plásmido conjugativo. Estos plásmidos codifican los genes necesarios para que dos bacterias pasen el plásmido entre ellas y también pueden codificar genes de resistencia. Pero, como se mencionó anteriormente, la resistencia tiene un costo, y un estudio publicado en Informes científicos de la evolución compensatoria de un gran plásmido de resistencia conjugativa mostró que la evolución sigue caminos comunes que conducen a la estabilización del plásmido y la persistencia de la resistencia [6].

Resistente a la meticilina Staphylococcus aureus (MRSA) es la infección resistente a antibióticos más común en humanos, y el mecanismo de resistencia más frecuente en MRSA es a través de la adquisición de meca (Figura 2). mecA es un miembro de la familia de proteínas de unión a penicilina que no se une a los β-lactámicos (como la penicilina) de manera efectiva y, por lo tanto, es inmune a sus efectos. en un PLOS Genetics artículo, los científicos mapean la evolución de meca de su papel original biosíntesis de la pared celular [7]. Identifican cuatro mecanismos que han llevado a su nuevo papel en la resistencia y, lo más importante, muestran que fue el uso de antibióticos en la medicina y en la alimentación del ganado lo que impulsó esta evolución y propagación de la resistencia.

Micrografía electrónica de barrido de un neutrófilo humano que ingiere MRSA (violeta). Credito de imagen: NIAID


Resultados

Los P. chabaudi El linaje AS contiene parásitos con niveles crecientes de CQ-R

Para cuantificar los fenotipos CQ-R en el linaje AS, los clones AS-sens, AS-3CQ y AS-30CQ [17, 18] (Figura 1A) se pasaron en ratones tratados con 0, 3 o 10 mg de CQ kg -1 día -1. El crecimiento de estos parásitos (Figura 1B-D) demostró que existe un nivel creciente de resistencia a CQ dentro del linaje. Los parásitos AS-sens crecieron solo en animales no tratados. AS-3CQ creció a 0 y 3 mg CQ kg -1 día -1 pero no a 10 mg CQ kg -1 día -1 mientras que AS-30CQ pudo sobrevivir a 10 mg CQ kg -1 día -1. Por lo tanto, indicamos las respuestas de CQ de estos clones como sensibles a CQ (CQ-S), CQ-R o CQ-hiR, respectivamente. Estos datos son consistentes con una propuesta anterior de que múltiples mutaciones confieren CQ-hiR [18] en este linaje, y sugieren un rango adecuado de dosis de CQ para diseccionar los loci genéticos críticos en experimentos de LGS, a continuación. Por ejemplo, esperábamos que los parásitos que sobrevivieran a 3 mg de CQ kg -1 día -1 se enriquecieran con parásitos que tuvieran fenotipos CQ-R (y, posiblemente, CQ-hiR), mientras que los que sobrevivieran 10 mg CQ kg -1 día -1 lo harían enriquecerse preferentemente con parásitos CQ-hiR únicamente.

Las estrategias mejoradas de LGS resuelven múltiples genes de efecto grande

En el caso de la resistencia a los medicamentos, LGS usa el tratamiento con medicamentos para seleccionar la progenie no clonada de un cruce genético (entre un clon resistente a los medicamentos y un parásito sensible a los medicamentos genéticamente diferente) antes de medir las proporciones de los alelos parentales en los parásitos supervivientes [32]. . Genera un escaneo de selección de todo el genoma, revelando 'valles de selección' que son regiones del genoma donde la proporción de alelos del progenitor sensible al fármaco se reduce en gran medida (en parásitos tratados con fármacos en relación con los parásitos no tratados) y donde los genes que confieren resistencia se ubican.

En el presente estudio, se generó un retrocruzamiento no clonado (AS-30CQ × AJ) entre el clon CQ-hiR AS-30CQ y el parásito CQ-S genéticamente diferente, AJ y se trató con diferentes dosis de CQ (0, 1.5, 3, 10 o 20 CQ kg -1 día -1, día 0-2 después de la inoculación) para mapear progresivamente las firmas de la creciente selección de CQ. En primer lugar, las proporciones de alelos parentales en todos Las poblaciones se midieron en los parásitos supervivientes, utilizando una biblioteca de

96 ensayos de pirosecuenciación [33] (LGS-pyro). En segundo lugar, desarrollamos un enfoque novedoso para mejorar la resolución y la confianza del mapeo LGS (consulte Métodos, Archivo adicional 1 (sección 1)), por lo tanto. Definimos un conjunto ampliado de SNP de AS / AJ parentales en todo el genoma por WGS del padre sensible AJ (archivo adicional 2). Se mapearon lecturas de 50 pares de bases (cobertura media de 103 veces) frente a la secuencia de referencia AS de 18,8 Mb del Wellcome Trust Sanger Institute (Hinxton, Cambridge, Reino Unido) (AS-WTSI). El 92% de las lecturas se asignaron de forma única. Al filtrar, identificamos 104,667 SNP de alta rigurosidad en AJ en relación con AS-WTSI a una frecuencia media de

0,0056 sustituciones / nucleótido, similar a estimaciones anteriores de diversidad genética entre las cepas parentales [34]. En estas posiciones de SNP, contando lecturas de secuenciación corta que contienen la variante de base AS o AJ en poblaciones de parásitos LGS que sobreviven 0 o 3 mg CQ kg -1 día -1 (cobertura media de 88 veces para ambos), cuantificamos las proporciones de AS y AJ, e investigaron (para cada SNP) la significación estadística de la diferencia entre la proporción de alelos después de cada uno de los dos tratamientos.

Las proporciones de alelos (en todo el genoma) en las poblaciones de LGS que sobrevivieron a 3 mg CQ kg -1 día -1, reveladas por LGS-Illumina y por LGS-pyro fueron notablemente similares (archivo adicional 3), lo que sugiere que los errores experimentales incurridos por cualquiera La metodología era pequeña.

LGS-pyro reveló valles de selección progresivamente distintos en chr11, chr03 y chr02 a medida que aumentaba la dosis de CQ (Figura 2A). LGS-Illumina confirmó los valles de selección en chr11 (Figura 3A-D, Figura 4A) y chr03 (Figura 4A, B) a 3 mg CQ kg -1 día -1. Estos datos sugieren que los fenotipos CQ-R en el linaje AS son conferidos por la acción de un gen de efecto principal sobre chr11, lo que confirma el análisis de ligamiento previo [19, 20], y para CQ-hiR, genes de efecto principal sobre chr03 y chr02.

Escaneos de selección de cloroquina (LGS-pyro). Proporciones de alelos (cepa sensible, AJ) en la progenie no clonada de cruces genéticos que utilizan SNP de AS / AJ (pirosecuenciación). A. En todo el genoma: parásitos AS-30CQ × AJ que sobreviven 1.5 (negro, ■), 3 (azul, ♦), 10 (verde, ▲) o 20 (naranja, +) mg CQ kg -1 día -1. Las posiciones de las mutaciones en aat1, PCHAS_031370 y ubp1 se indican, y se incluyen las proporciones de la base de tipo salvaje (AJ) en estas posiciones (estimadas por secuenciación proporcional [54]). B. Valle de selección del cromosoma 11 - parásitos que sobreviven 3 mg CQ kg -1 día -1, con posición de aat1 la mutación indicó retrocruzamiento AS-30CQ × AJ (azul, ♦), retrocruzamiento AS-15MF × AJ (rojo, ■). Se muestra la región previamente definida por el análisis de ligamiento genético clásico [20] (recuadro verde sombreado en gradiente).

LGS-Illumina revela la selección por cloroquina en chr11. Proporciones de alelos (cepa sensible, AJ) en la progenie no clonada de cruces genéticos utilizando SNP de AS / AJ cuantitativos de alta rigurosidad. La posición de aat1 la mutación puntual se indica en la parte inferior de cada panel, X. A. En ausencia de CQ, cada cruz azul oscuro denota la frecuencia AJ SNP en cada AS / AJ SNP. Los intervalos de confianza del 95% del binomio superior e inferior para esta proporción se dan en cian y rojo, respectivamente. La línea negra promedia el SNP focal con 50 SNP en cada lado (intervalo de confianza (IC) del 95% = línea roja, azul). Es más probable que los pequeños cambios frecuentes de las frecuencias medias de los alelos en una escala local reflejen efectos estocásticos en lugar de efectos "reales" de selección. B. Como "A"pero después del crecimiento en presencia de 3 mg CQ kg -1 día -1. C Como "B"sin CI de SNP individuales. La codificación de colores indica la probabilidad de que la frecuencia de alelos observada en la muestra seleccionada sea significativamente diferente de la de la muestra no seleccionada en" A "rojo P & lt 10-12, amarillo P & lt 10-10, cian P & lt 10 -8, azul P & lt 10 -6 y gris representan otros puntos. D Como C, pero con una reducción de AF del 25% (estadísticas realizadas con frecuencias AJ (población no seleccionada en "A") se reducen en un 25%, consulte Métodos). A - D, los archivos pdf de alta resolución correspondientes permiten una inspección detallada de los SNP individuales, los medios de ventana deslizante y los errores estándar, disponibles a pedido del autor correspondiente.

LGS-Illumina: exploraciones de todo el genoma de la selección de cloroquina. Colores de puntos de datos codificados como en la Figura 3D A todo el genoma, B chr03, C chr10, D chr06. Las mutaciones puntuales y los indeles se indican mediante X o círculos rellenos, respectivamente, en la base de las exploraciones, según lo determinado por WGS independiente de las cepas AS AS-sens, AS-30CQ. Los archivos PDF de alta resolución correspondientes permiten una inspección detallada de los SNP individuales, los medios de ventana deslizante y los errores estándar, disponibles a pedido del autor correspondiente.

Mutación en el transportador de aminoácidos (A173E aat1) se predice que confiere CQ-R

LGS-pyro identificó un valle de selección parcial en chr11 a 1.5 mg CQ kg -1 día -1 que demostró ser dominante a 3 mg CQ kg -1 día -1 (Figura 2A): Por ejemplo, la proporción de un alelo AJ de el marcador pcpf06-1338 disminuyó del 69,2% en infecciones no tratadas al 2,5% en la selección de CQ. Es importante destacar que un retrocruzamiento genético independiente entre el clon AS-15MF [35] resistente a mefloquina y CQ (en el mismo linaje AS, Figura 1A) y AJ también mostró un valle de selección distinto similar en chr11 a 3 mg CQ kg -1 día -1 (Figura 2B). Ambos valles de selección coincidieron con la región de 250 kb previamente mapeada por análisis de ligamiento clásico [20] (Figura 2B).

LGS-Illumina confirmó el valle de selección (a 3 mg CQ kg -1 día -1) en chr11 a alta resolución y significación estadística (Figura 3A-D). Aquí, una región en el nucleótido

1.000.000 donde la proporción de alelos AJ alcanzó un mínimo & lt 3%, estaba flanqueado a ambos lados por regiones de proporción creciente de alelos AJ. El cambio gradual y regular en la proporción del alelo AJ sugirió la presencia de muchos clones recombinantes independientes en la progenie cruzada. Las diferencias en los gradientes de las dos pendientes que forman el valle de selección pueden reflejar diferentes tasas de recombinación local a lo largo del cromosoma. Estos datos resolvieron la presencia de una mutación que confiere CQ-R, cercana al nucleótido 1,000,000 en chr11. Este locus corresponde a la base del valle de selección definido por LGS-pyro (Figura 2A, B) y al locus de 250 kb mapeado previamente [20], lo que confirma que el gen que lleva la mutación que confiere CQ-R se encuentra hacia la derecha. final de la mano de chr11.

WGS (Métodos, archivo adicional 1 (sección 1)) identificó un total de 7 mutaciones puntuales (confirmadas por secuenciación didesoxi) en AS-30CQ en relación con AS-sens (Tabla 1, Tabla 2, Archivo adicional 4), cuatro de las cuales son compartidas entre AS-30CQ y AS-15MF [29]. De estas cuatro mutaciones, solo una se asigna a chr11, una mutación no sinónima (A173E) en un gen (PCHAS_112780) que codifica un transportador de aminoácidos predicho (aat1). Se encuentra en la base 996,332 (asamblea de Sanger de septiembre de 2009) coincidiendo con el piso del valle de selección chr11 (Figura 2B, 3B). Concluimos que la probabilidad de no identificar una mutación puntual genuina (falso negativo) en esta región es muy pequeña, por tres razones. En primer lugar, & gt

96 - 98% del genoma AS-WTSI fue cubierto por un mapeo único de lecturas cortas (36 - 41 pb) empleadas aquí [29] (máximo teórico

98,5%). En segundo lugar, la cobertura de lectura es alta: para 200 kb aguas arriba y aguas abajo de aat1 en chr11, solo el 0,61% o el 0,73% de las bases mostraron una cobertura de lectura de & lt 5 o & lt 10, respectivamente (archivo adicional 5). En tercer lugar, identificamos una frecuencia de sustitución general muy baja en todo el genoma (mutaciones de 7 puntos / genoma) en AS-30CQ (Tabla 1, Tabla 2) en relación con AS-sens.

La secuenciación didesoxis confirmó que el A173E aat1 La mutación apareció por primera vez en el linaje AS en AS-3CQ, junto con el fenotipo CQ-R (Tabla 1).

Por tanto, proponemos que aat1 A173E es el determinante de CQ-R en este particular P. chabaudi linaje.

El A173E aat1 mutación comparte algunas propiedades con el determinante (K76T pfcrt) de CQ-R en P. falciparum. Por ejemplo, como pfcrt, aat1 Se predice que codifica un transportador de hélice 10-transmembrana (TM) (Figura 5A) y su P. falciparum ortólogo (PFF1430c) se dirige a la membrana de la VD (D. Fidock, P. Moura, com. pers.). La función de tipo salvaje de pfcrt es incierto, pero se ha sugerido el transporte de aminoácidos [36, 37]. Tanto las mutaciones K76T como A173E dan como resultado cambios de carga negativos. Residuo 173 pulg aat1 está al comienzo de una región altamente conservada (Figura 5B) cerca del comienzo de la primera TM-hélice (TM1): en pfCRT, el residuo 76 se encuentra al comienzo de TM1, y se prevé que sea interno al DV donde se cree que actúa CQ. Estos datos sugieren que AAT1 y CRT pueden compartir algunas relaciones estructura / función que repercuten en su función fisiológica en ausencia y / o presencia de CQ.

Conservación de la estructura y secuencia de P. chabaudi AAT1 y PCHAS_031370 y sus ortólogos. Predicciones de estructura secundaria de AAT1 (A) y PCHAS_031370 (C) las proteínas revelan 10 y 12 proteínas de hélice TM, respectivamente. Las mutaciones descubiertas dentro de CQ-R y CQ-hiR P. chabaudi los parásitos (AS-3CQ y AS-30CQ, respectivamente) están resaltados (magenta). Las alineaciones de Plasmodium spp. fragmentos de proteínasB, D) indican las posiciones de mutaciones en, o cerca de, regiones conservadas.

Se predice que la mutación en otro transportador (T719N PCHAS_031370) confiere CQ-R intermedio

Los experimentos de LGS-pyro mostraron que los marcadores de AS en chr03 se seleccionaron a 3, 10 o 20 pero no a 1,5 mg CQ kg -1 día -1 (Figura 2A). En chr03, la proporción del alelo AJ del marcador pcpf02-0452 disminuyó del 79,3% (sin tratar) al 17,0% a 3 mg CQ kg -1 día -1. El análisis de LGS-Illumina confirmó que los alelos AJ se reducen en todo el chr03 desde aproximadamente el 82% en los parásitos no tratados hasta aproximadamente el 16% en la población tratada con CQ (Figura 4B). Los detalles del perfil de selección en chr03 son consistentes con un enfoque de selección cercano a la base

480.000. Los gradientes de este valle de selección no son diferentes a los observados en chr11 cuando se observan en una escala de todo el genoma (Figura 4A).

WGS de AS-30CQ reveló (Tabla 2) una mutación no sinónima (T719N, PCHAS_031370) en la base 474,123 en chr03, y la secuenciación didesoxial confirmó que esta mutación surgió entre AS-3CQ y AS-30CQ (Tabla 1,). Sin embargo, esta mutación no aparece en los clones AS-15MF y AS-ATN (Figura 1A, archivo adicional 6); estos dos clones se seleccionan de AS-15CQ (no clonal) usando mefloquina y artesunato, respectivamente. En cambio, AS-15MF y AS-ATN tienen una deleción de 3 bases (I102del) en el mismo gen (confirmado por secuenciación didesoxi). Por lo tanto, sugerimos que tanto las mutaciones T719N como I102del fueron seleccionadas parcialmente por niveles intermedios de CQ en AS-15CQ antes de la fijación durante el tratamiento con CQ (AS-30CQ), mefloquina (AS-15MF) o artesunato (AS-ATN) y posteriores clonación (archivo adicional 1, sección 3).

Se predice que PCHAS_031370 codifica una proteína de 12 TM-hélice (Figura 5C) y su P. falciparum También se predice que el ortólogo PFB0675w (pero aún no se ha confirmado experimentalmente) se dirigirá a la membrana DV (D. Fidock, P. Moura, com. pers.). La sustitución de T719N se produce en un bucle grande entre TM11 y TM12, una región muy conservada del gen (Figura 5D). Se predice que la mutación I102del se ubicará en el centro de TM3 y cambiará la predicción general de la estructura del dominio de TM (datos no mostrados). Por lo tanto, la estructura general del dominio transmembrana y la localización DV de PCHAS_031370 son similares a otras proteínas (pfcrt, pfmdr1, aat1) identificado como que confiere o modula CQ-R en P. falciparum o P. chabaudi. Estos datos sugieren que la mutación PCHAS_031370 T719N confiere un fenotipo CQ-R aumentado.

Curiosamente, el P. yoelii ortólogo (PY05194) de PCHAS_031370 carece de secuencia correspondiente a TM1 y TM2 que de otra manera están presentes en otros Plasmodium spp. (Figura 5D). Tipo salvaje P. yoelii (17X) no había estado expuesto a fármacos antipalúdicos, pero se informó que tenía un alto nivel de CQ-R [38]. Sugerimos la posibilidad de que P. yoelii La resistencia CQ-R podría estar relacionada con esta variación estructural.

WGS de AS-30CQ también reveló una mutación no sinónima T707N en PCHAS_030200 en la base 70,553 en chr03 (Tabla 1, Tabla 2), que se predice que codificará un miembro de la P. chabaudi-familia de genes variante específica (repetición intercalada chabaudi, cir) [39]. Esta mutación se asigna a la mano izquierda de chr03. El perfil detallado de LGS-Illumina de la proporción del alelo AJ (Figura 4B) apoya la posibilidad de que esta mutación también pueda contribuir a una CQ-R aumentada (intermedia). La secuenciación didesoxi confirmó que esta mutación es específica de AS-30CQ y no aparece ni en AS-15MF ni en AS-ATN.

Mutación en la enzima desubiquitinante (V2728F Ubp1) se prevé que confiera el nivel más alto de CQ-R

LGS-pyro muestra que los marcadores AS en chr02 se seleccionan a 10 y 20, pero no a 0, 1,5 o 3 mg CQ kg -1 día -1 (Figura 2A): p. a 10 mg CQ kg -1 día -1 en chr02, el porcentaje de alelos AJ del marcador pcpf01-0158 disminuyó del 89,8% (sin tratar) al 14,0%. No fue posible una resolución adicional dentro del cromosoma porque los parásitos que sobrevivieron a 10 o 20 mg de CQ kg -1 día -1 no fueron analizados por LGS-Illumina. WGS había identificado previamente una única mutación (V2728F ubp1, anteriormente V770F [28]) en chr02 [29] tanto en AS-30CQ como en AS-15MF. Es la única mutación detectada en chr02 y ocurrió entre AS-3CQ y AS-15CQ (durante la selección de CQ, archivo adicional 1 sección 2). Concluimos por tanto que ubp1 V2728F confiere CQ-hiR. Se predijo que esta mutación reduciría la actividad de una enzima desubiquitinante [28] y también conferiría resistencia a la artemisinina en AS-30CQ, sin exposición previa a este fármaco [29]. It is therefore predicted to affect the responses of malaria parasites to multiple drugs with diverse chemical structures and modes of action.

Dideoxysequencing confirms that this mutation appears in AS-30CQ and AS-15MF but not in AS-ATN. Instead an alternative mutation V2697F (formerly, V739F) ubp1 appears in AS-ATN [28]. As with the alternative mutations in PCHAS_011370, we suggest that these two alternative ubp1 mutations are partially selected (by CQ treatment) in the uncloned parasite AS-15CQ. Their differential selection and fixation in clones AS-30CQ, AS-15MF and AS-ATN derived from AS-15CQ after selection by CQ, mefloquine or artesunate are fully discussed along with a complete resolution of apparent contradictions regarding their linkage (or otherwise) with alternative mutations in PCHAS_031370 (Additional File 1, section 3).

Other mutations in AS-30CQ

Nine mutations are identified in AS-30CQ relative to AS-sens seven point mutations and two deletions (Table 1, Table 2).

Four point mutations (on chr11, chr03 (two) and chr02) are associated with signatures of CQ selection and were discussed above. They all first appeared in the P. chabaudi AS lineage (Figure 1A) in AS-3CQ or AS-30CQ (i.e. during CQ selection).

A fifth point mutation was identified in AS-30CQ, as predicted, on chr07. This mutation, S106N dhfr (encoding dihydrofolate reductase) was confirmed by dideoxysequencing to have first appeared in AS-PYR1. It was previously shown to confer resistance to pyrimethamine [30, 32, 40].

Four mutations (two point mutations and two deletions), identified in AS-30CQ, were not associated with signatures of drug-selection. Three were confirmed by dideoxysequencing a non-coding point mutation on chr14, a 34 bp non-coding deletion on chr07 (Additional File 7) (both first appearing in AS-PYR1) and a non-synonymous point mutation on chr10, namely Y162H PCHAS_101550 (orthologue of P. falciparum PF14_0279) arising first in AS-30CQ (i.e. during CQ selection). A fourth mutation could not be confirmed by dideoxysequencing: extensive low or zero-coverage and/or a small cluster of poor quality SNP calls in AS-30CQ, (also in AS-15MF [29] but not in AS-50S/P [30] strongly suggested a

1 kb deletion on chr05 occurring first in AS-3CQ or AS-15CQ (i.e. during CQ selection, Figure 1A). Other studies will be required to evaluate whether these 2 point mutations and 2 deletions are consistently neutral (and consequently randomly fixed during cloning), or whether they play a minor role in drug (pyrimethamine or CQ) resistance. Such roles could include a weak selective advantage in the presence of drugs or compensation for fitness costs incurred by the 'drug resistance' mutations (for example, in the absence of drugs or during transmission of parasites through mosquitoes).

The low probability of failing to identify point mutations (false negatives) on chr11 was discussed in the AAT1 section above. Similar arguments and data may be applied equally to the whole genome (Additional File 5) and are addressed more fully here (Additional File 1) and previously [29]. Our conclusion is that the probability of a false negative point mutation in central regions of a chromosome is low (< 0.05). For regions of chromosomes closer to the telomeres where P. chabaudi-specific genes are located, we suggest that the probability of a false negative is higher but not easily quantified. However, with the exception of possible selection at the left hand end of chr06, our experiments show no evidence of CQ selection in these regions.

Genome-wide scan of selection - other observations

Both LGS-pyro and LGS-Illumina data indicated that AJ allele proportions were high (

90%) in the untreated LGS population but were reduced after drug treatment (Figure 2A, 4A) at many loci genome-wide, including chromosomes other than chr02, chr03 or chr11. For example across chr10 (Figure 4C) AJ allele proportions were reduced from

65%, after drug treatment (3 mg CQ kg -1 day -1 ). These data may reflect high AJ proportions in the backcross and the loss of AJ parental parasites (present in a significant proportion) after CQ treatment. Additionally, or alternatively, AJ alleles may have been positively selected during growth without drugs, reflecting the possible action of multiple (small effect) genes that underlie the faster growth of AJ compared to AS parasites, observed routinely in previous experiments [41, 42].

The LGS-pyro data showed that the selection valleys on chr11, 03 and 02 were produced progressively at increasing CQ doses (Figure 2A). Thus, low doses resulted in the selection of AS alleles on chr11, and increasing doses resulted in selection of AS alleles on chr03 and then on chr02. We note that the maximum depth of the chr11 selection valley was reached at a lower CQ dose than that required to achieve maximum selection at chr03 (and additionally for chr02). These data may be interpreted by invoking two possible factors. Firstly, we suggest that the mutations conferring CQ-hiR on chr03 and on chr02 may incur 'fitness costs': I. mi. that in the absence of a sufficiently high concentration of CQ, these mutations may reducir the growth of parasites. This would mean that, at lower CQ concentrations, parasites with CQ-R (bearing only the 173E aat1 allele) would be selected to a greater degree than CQ-hiR parasites bearing multiple mutations. Secondly, the effects of the mutations on chr03 and/or chr02 may be epistatic to the A173E aat1 mutation, because mutated AS alleles at these loci (chr03 and chr02) only show signs of selection (at higher doses of CQ) después the selection of mutated AS alleles at the aat1 locus (chr11) (at lower doses of CQ). According to this interpretation, parasites bearing only the mutations on chr03 or chr02 (or both) are not selectable by lower doses of CQ.

The LGS-Illumina analysis revealed an abrupt discontinuity of AJ proportion at the right hand end of chr11 (Figure 3A-D) and similar changes on chr05, 07, 09, 12, 13 and 14 (Figure 4A, Additional File 8), often in both untreated and drug-treated parasites. These are described and discussed in Additional File 1, section 4. These discontinuities are also observable in the LGS-pyro data. Our conclusion is therefore that they are not artefacts of LGS- Illumina. Also, they did not arise by natural genetic or selection phenomena. They are most likely to arise from differences (in genome assembly) between AS-WTSI (reference strain) and our parental strains AS-sens and/or AJ.

LGS-pyro and LGS-Illumina revealed regions showing possible weak drug selection but where mutations were no detected for example, the left-hand end of chr06 (Figure 4D). Further studies are required to investigate whether these represent reproducible regions of selection or arise from random variation.


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Discusión

The evolutionary process shapes the distribution of available mutations. Here, we have calculated the equilibrium DFE that evolution produces in a simple null model of a finite genome with no epistasis. Across a wide range of parameters, this equilibrium DFE has the property that falls off exponentially with s. This property holds despite very different population dynamics for different parameters. It is also independent of the shape of the underlying DFE and rate of recombination. The rate of exponential decline depends on the coalescent timescale, which can be predicted from the neutral diversity in the population.

Our results for the equilibrium DFE are strikingly different from earlier attempts to deduce features of the DFE from extreme value theory arguments (Gillespie 1983, 1984, 1991 Orr 2003). According to extreme value theory, the DFE of a well-adapted population depends only on the distribution of genotype fitnesses and not on the particular evolutionary history that brought the population to its well-adapted state. In contrast, we have shown here that the population genetic process (p.ej., the historical population size and the mutation rate) can strongly influence the both the shape and the scale of the equilibrium DFE, even when the distribution of genotype fitnesses is held constant. As an example, consider the case where is a half-normal distribution, so that the equilibrium DFE is given by (18) The equilibrium DFE is thus determined by two scales: , the scale of the underlying DFE, and , the fitness scale at which sites feel the effects of selection strongly. When , selection barely biases the allelic states and is Gaussian. Conversely, when , the equilibrium DFE falls off exponentially for large s. This simple example shows that the shape of the DFE can strongly depend on both the population genetic parameters and the shape of the underlying genotype distribution, and there is no reason to expect it to be exponential in general. In contrast, our analysis predicts that in the absence of epistasis the equilibrium DFE ratio should have a simple exponential form this can in principle be directly tested experimentally.

Our prediction for the DFE ratio has the same form as standard mutation–selection–drift balance at a single locus, where norte is replaced by an effective population size, , which can be estimated from neutral diversity. This drift-barrier intuition forms the basis for many previous empirical studies (Loewe and Charlesworth 2006 Lohmueller et al. 2008 Sung et al. 2012) and theoretical work on the evolution of the mutation rate (Lynch 2011). To some extent, the robustness of this single-locus prediction is surprising, given that it appears to hold even when sites do not evolve independently. Our analysis shows how this simple result emerges more generally and illustrates how it breaks down in the presence of epistasis. In addition, we have shown that the single-locus analysis fails to predict the substitution rate. Thus, while drift-barrier arguments can correctly predict the probability that a given locus is fixed for the beneficial allele, they will often substantially underestimate the rate of fixation of both beneficial and deleterious alleles, even after accounting for the reduction in effective population size.

The continued high rate of fixation illustrates the dynamic nature of the equilibrium that we study here. Rather than approaching a static fitness peak, a population adapting to a constant environment will eventually approach a state of detailed balance. In this state, the rate of substitution of beneficial mutations with a given effect is exactly equal to the rate of substitution of deleterious mutations of the same magnitude. Thus, the mean fitness does not change on average, while the rate of molecular evolution remains high. Depending on the underlying parameters, this population genetic limit to optimization can occur long before any absolute physiological limits become relevant.

In the present work, we have studied only the simplest model of the evolution of the DFE. This null model has several key limitations, which present interesting avenues for future work. Most importantly, we have focused only on evolution in a constant environment. We expect a similar steady state to arise in a fluctuating environment, provided that the statistics of these fluctuations remain constant through time (Gillespie 1991 Mustonen and Lässig 2009). To analyze this more complex situation, we need to understand the distribution of pleiotropic effects of mutations across environmental conditions and how this pleiotropy affects fixation probabilities.

Another important limitation of our model is that we have considered only one specific form of epistasis: a general diminishing-returns model suggested by recent microbial evolution experiments (Chou et al. 2011 Khan et al. 2011 Wiser et al. 2013 Kryazhimskiy et al. 2014). This type of epistasis leads to an excess of weakly beneficial mutations relative to the nonepistatic case, in a way that crucially depends on the population genetic parameters. However, many other types of epistasis may also be common in natural populations. For example, idiosyncratic interactions between specific mutations, including sign epistasis, have been observed in several systems (Weinreich et al. 2006 De Vos et al. 2013). We also often expect to observe modular interactions, in which only the first mutation in each module can confer a fitness effect (Tenaillon et al. 2012). In principle, these and other alternative forms of epistasis can also change the shape of the equilibrium DFE. A quantitative characterization of these changes for more general models of epistasis is an interesting avenue for future research.

Despite these limitations, our analysis provides a useful null model for how the process of evolution shapes the distribution of fitness effects. Our results suggest that experiments should seek to measure the DFE ratio, Equation 3, which in the absence of epistasis is independent of the mutational dynamics or the underlying distribution of effects. Deviations from the null prediction may be informative about the global structure of epistasis or the evolutionary history of the population.


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Comentarios:

  1. Eddis

    Estas equivocado. Puedo probarlo. Escríbeme en PM, lo manejaremos.

  2. Yosida

    Estas equivocado. Estoy seguro. Puedo defender mi posición.



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