Método Bateman-Mukai

En genética , el método Bateman-Mukai , a veces denominado técnica Bateman-Mukai, es un método tradicional utilizado para describir las tasas de mutación de los genes a través de la observación de los rasgos físicos ( fenotipo ) de un organismo vivo . El método implica el mantenimiento de muchos linajes de acumulación de mutaciones del organismo estudiado y, por lo tanto, requiere mucho trabajo.

Los artículos fundacionales de los cuales este método obtiene su nombre fueron realizados por los genetistas AJ Bateman en 1959 ^[1] y T. Mukai en 1964. ^[2] Bateman utilizó una forma temprana de este método para entender cómo la radiación afecta la supervivencia de los cromosomas debido a mutaciones inducidas por radiación . El diseño experimental de Mukai siguió en gran medida el diseño del estudio de Bateman, pero en lugar de inducir mutaciones a través de cualquier factor externo, el estudio tuvo como objetivo describir la tasa de mutación deletérea espontánea que ocurre naturalmente en la mosca de la fruta común.

El método requiere el establecimiento de muchos linajes de acumulación de mutaciones utilizando la cría intralineal de organismos diploides . Estas líneas se mantienen en un entorno favorable para que se acumulen mutaciones perjudiciales de modo que no sean eliminadas por la selección natural : se mantiene disponible el exceso de alimentos y otros recursos para eliminar la competencia , y los padres de la siguiente generación se eligen al azar sin tener en cuenta la aptitud . Es importante destacar que, de esta manera, los experimentos de acumulación de mutaciones intentan describir las tasas de mutación reales que se observarían en ausencia de selección natural.

Los organismos que se reproducen asexualmente pueden simplemente tener un solo progenitor seleccionado como progenitor para la siguiente generación de cada línea. En los organismos que se reproducen sexualmente , se deben tomar medidas para que los investigadores puedan estar seguros de que las mutaciones se heredan en las generaciones futuras de las líneas de acumulación de mutaciones. El uso de un gen balanceador se puede implementar con este fin. En el experimento de Mukai, las moscas macho homocigotas para el cromosoma 2 de tipo salvaje siempre se aparearon con hembras heterocigotas para el gen balanceador Pm/Cy que produce un fenotipo observable en las alas, siendo el homocigoto Pm/Cy letal. Esto garantiza que los investigadores puedan seleccionar organismos que no exhiban el rasgo fenotípico del gen balanceador, lo que a su vez significa que solo los cromosomas de tipo salvaje se transmitirán a la siguiente generación. De esta manera, en los organismos que se reproducen sexualmente, cualquier mutación espontánea que ocurra en la línea de acumulación de mutaciones debería tener una probabilidad aleatoria, debido al surtido independiente , de fijarse en la siguiente generación de la línea.

Las principales mediciones que se derivan de los resultados de un método de Bateman-Mukai son: la tasa de mutación deletérea, , y el coeficiente de selección promedio, , aunque estos deben derivarse de la observación del fenotipo. ^[3] , que es específicamente la tasa de mutación para una sola copia de un gen se deriva de la suposición de que las mutaciones deletéreas son fijas aleatoriamente y de la naturaleza de los organismos diploides, que tienen dos copias de cada gen. Entonces, la tasa de mutación de ambas copias, , multiplicada por la población de la línea, , con la suposición de fijación aleatoria da como resultado la tasa de mutación deletérea, , de modo que cada mutación por línea por generación cuenta directamente para la tasa de mutación. Al rastrear el cambio deletéreo cuantitativo en un rasgo delta M (es decir, número de descendientes), la tasa de mutación puede definirse dentro de una línea como: . ${\estilo de visualización U}$${\estilo de visualización E(a)}$ ${\estilo de visualización U}$${\estilo de visualización 2U}$${\estilo de visualización p}$${\displaystyle U=(p2U/p2)}$${\displaystyle \Delta M=UE(a)}$