Calculadora de relógio molecular

Compare duas sequências: conte as diferenças, aplique a correção de Jukes-Cantor e estime o tempo de divergência.

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Taxas de mutação estocásticas e divergência evolutiva 🖖

A hipótese do relógio molecular estabelece que as sequências de ADN e proteínas evoluem a uma taxa relativamente constante ao longo do tempo. Isto permite medir o tempo decorrido desde um ancestral comum: T = d / (2 * r), onde d é a distância genética e r é a taxa de mutação, assumindo o acúmulo de mutações neutras.

Por que as diferenças cruas subestimam o tempo 🖖

Apenas contar as diferenças entre duas sequências subestima quanta evolução realmente ocorreu. Com o tempo, um mesmo sítio pode sofrer mais de uma mutação, ou até reverter à sua base original — mudanças que não deixam rastro visível. A correção de Jukes-Cantor, d = −(3/4)·ln(1 − (4/3)p), converte a fração observada de sítios diferentes p no número real de substituições por sítio d. Com p pequeno, ambos quase coincidem; separam-se bruscamente à medida que as sequências ficam mais distintas.

DNA aleatório ainda coincide em um quarto 🖖

Duas sequências de DNA totalmente sem parentesco não diferem em todos os sítios: com apenas quatro bases (A, T, C, G), elas coincidem em cerca de um sítio em cada quatro por puro acaso. Por isso a diferença observada p chega no máximo a cerca de 0,75, e não a 1,0. A distância de Jukes-Cantor tende ao infinito quando p se aproxima de 3/4: passada essa parede de saturação, acumulam-se tantos impactos múltiplos que o sinal se apaga, e um único p poderia corresponder a quase qualquer tempo de divergência.

Problemas de exemplo