خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: فهم نموذج الاستبدال. نماذج الاستبدال (مثل Jukes-Cantor وKimura 2-parameter) تُستخدم لتصحيح المسافة الجينية الملاحظة (p-distance) لتقدير العدد الحقيقي للاستبدالات لكل موقع. تعتمد هذه النماذج على افتراضات حول معدلات التحول والانقلاب. أدخل اسم النموذج (مثل JC69 أو K80) في حقل 'model'.
الخطوة الثانية: إدخال المسافة الملاحظة (distance). هذه هي النسبة المئوية للاختلافات بين تسلسلين (عدد المواقع المختلفة مقسومًا على إجمالي المواقع). على سبيل المثال، إذا كان هناك 5 اختلافات في 100 موقع، فأدخل 0.05. تأكد من أن القيمة بين 0 و1.
الخطوة الثالثة: إدخال الخطأ المعياري (se). الخطأ المعياري للمسافة الملاحظة يُحسب عادةً كجذر تربيعي لـ p(1-p)/n، حيث p هي المسافة الملاحظة و n طول التسلسل. أدخل هذه القيمة لحساب فاصل الثقة للمسافة المصححة.
الخطوة الرابعة: حساب المسافة المصححة وفاصل الثقة. تقوم الحاسبة بتطبيق صيغة النموذج المختار لتحويل المسافة الملاحظة إلى مسافة مصححة (مثل صيغة Jukes-Cantor: d = -3/4 ln(1 - 4p/3)). ثم تستخدم الخطأ المعياري وافتراض التوزيع الطبيعي لحساب فاصل ثقة 95% (d ± 1.96 * se_corrected). يتم حساب الخطأ المعياري للمسافة المصححة عن طريق اشتقاق الصيغة (طريقة دلتا).
الخطوة الخامسة: تفسير النتائج. المسافة المصححة تمثل العدد المتوقع للاستبدالات لكل موقع منذ انقسام السلالتين. فاصل الثقة يعطي مدى القيم المحتملة للمسافة الحقيقية. استخدم هذه القيم في تحليلات النشوء والتطور أو دراسات التطور الجزيئي.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على نموذج الاستبدال بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نستخدم صيغة Jukes-Cantor: d = -3/4 * ln(1 - 4p/3) = -0.75 * ln(1 - 4*0.075/3) = -0.75 * ln(1 - 0.1) = -0.75 * ln(0.9) ≈ -0.75 * (-0.1053605) = 0.07902 (أي حوالي 0.079 استبدال لكل موقع). لحساب الخطأ المعياري للمسافة المصححة، نستخدم طريقة دلتا: se_d = se_p / (1 - 4p/3) = 0.0087 / (1 - 0.1) = 0.0087 / 0.9 = 0.009667. إذن فاصل الثقة 95% هو d ± 1.96 * se_d ≈ 0.07902 ± 1.96*0.009667 = 0.07902 ± 0.01895، أي من 0.06007 إلى 0.09797. وبالتالي، المسافة الحقيقية المقدرة حوالي 0.079 استبدال لكل موقع، مع فاصل ثقة يعكس الدقة الإحصائية. لاحظ أن المسافة المصححة أعلى قليلاً من المسافة الملاحظة بسبب التصحيح للاستبدالات المتعددة.
الحل
في نموذج K80، نحتاج إلى معرفة كل من p (نسبة الاختلافات الكلية) و Q (نسبة التحولات إلى الانقلابات). لكن الحاسبة تفترض أن الإدخال هو المسافة الملاحظة الكلية وأن النموذج سيحسب المسافة المصححة بناءً على معلمات إضافية. عادةً، لاستخدام نموذج K80، نحتاج إلى إدخال متغيرين: نسبة المواقع المختلفة بسبب التحولات (P) ونسبة المواقع المختلفة بسبب الانقلابات (Q). لكن هنا لدينا فقط p الكلية و Q = 2. يمكننا حساب P و Q من العلاقة: p = P + Q، و Q = نسبة التحولات/الانقلابات = 2 => P = 2Q. إذن p = 3Q => Q = p/3 = 0.03333، P = 2p/3 = 0.06667. صيغة K80: d = -1/2 ln(1 - 2P - Q) - 1/4 ln(1 - 2Q) = -0.5 * ln(1 - 2*0.06667 - 0.03333) - 0.25 * ln(1 - 2*0.03333) = -0.5 * ln(1 - 0.13334 - 0.03333) - 0.25 * ln(1 - 0.06666) = -0.5 * ln(0.83333) - 0.25 * ln(0.93334) = -0.5 * (-0.18232) - 0.25 * (-0.06900) = 0.09116 + 0.01725 = 0.10841. لحساب الخطأ المعياري، نستخدم مصفوفة التباين والتباين المشترك لـ P و Q. لكن بشكل مبسط، يمكن استخدام طريقة دلتا إذا كان لدينا التباين المشترك. في هذا المثال، سنفترض أن الحاسبة تطبق الطريقة المناسبة. النتيجة: المسافة المصححة 0.108 استبدال لكل موقع، وهو أعلى من المسافة الملاحظة 0.1. فاصل الثقة يحسب باستخدام الخطأ المعياري للمسافة المصححة (نحو 0.0159) ليعطي حدودًا من 0.076 إلى 0.139. وهذا يوضح أثر تصحيح الاستبدالات المتعددة والتمييز بين أنواع الطفرات.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة نموذج الاستبدال.
JC69 عند مسافة 0.1
- نموذج الاستبدال
- jukes-cantor
- المسافة الملاحظة p
- 0.1
- نسبة فروق الانتقال (لـK2P)
- 0.5
JC69 عند مسافة 0.2
- نموذج الاستبدال
- jukes-cantor
- المسافة الملاحظة p
- 0.2
- نسبة فروق الانتقال (لـK2P)
- 0.5
K2P عند مسافة 0.2 بتساوي الانتقال
- نموذج الاستبدال
- kimura-2p
- المسافة الملاحظة p
- 0.2
- نسبة فروق الانتقال (لـK2P)
- 0.5