McDonald–Kreitman test
میکڈونلڈ-کریٹمین ٹیسٹ ایک شماریاتی ٹیسٹ ہے جسے اکثر ارتقائی اور آبادی کے ماہر حیاتیات کسی نوع کے اندر انکولی ارتقاء کی مقدار کا پتہ لگانے اور اس کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں تاکہ اس بات کا تعین کیا جا سکے کہ آیا انکولی ارتقاء ہوا ہے، اور مثبت انتخاب کے نتیجے میں ہونے والے متبادلات کا تناسب (جسے دشاتمک انتخاب بھی کہا جاتا ہے)۔ ایسا کرنے کے لیے، میکڈونلڈ-کریٹمین ٹیسٹ ایک نوع (پولیمورفزم) کے اندر تغیر کی مقدار کا موازنہ دو قسم کے مقامات، غیر جانبدار اور غیر غیر جانبدار پر انواع (متبادل) کے درمیان انحراف سے کرتا ہے۔ متبادل سے مراد ایک نیوکلیوٹائڈ ہے جو ایک نوع کے اندر طے ہوتا ہے، لیکن ایک مختلف نیوکلیوٹائڈ دوسری نوع کے اندر یکساں ڈی این اے ترتیب کے ایک ہی بیس جوڑے پر طے ہوتا ہے۔ کوئی سائٹ غیر جانبدار ہوتی ہے اگر وہ یا تو فائدہ مند ہو یا نقصان دہ ہو۔ دو قسم کی سائٹیں پروٹین کوڈنگ کے علاقے میں یا تو مترادف یا غیر مترادف ہو سکتی ہیں۔ ڈی این اے کی پروٹین کوڈنگ ترتیب میں، ایک سائٹ مترادف ہے اگر اس سائٹ پر ایک پوائنٹ میوٹیشن امینو ایسڈ کو تبدیل نہیں کرے گا، جسے خاموش میوٹیشن بھی کہا جاتا ہے۔ چونکہ اتپریورتن کے نتیجے میں امینو ایسڈ میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی جس کے لیے اصل میں پروٹین کوڈنگ ترتیب کے ذریعے کوڈ کیا گیا تھا، اس لیے جاندار کا فینوٹائپ، یا قابل مشاہدہ خاصیت، عام طور پر خاموش اتپریورتن کے ذریعے تبدیل نہیں ہوتا ہے۔ ڈی این اے کی پروٹین کوڈنگ ترتیب میں ایک سائٹ بے نام ہے اگر اس جگہ پر ایک نقطہ اتپریورتن کے نتیجے میں امینو ایسڈ میں تبدیلی آتی ہے، جس کے نتیجے میں حیاتیات کے فینوٹائپ میں تبدیلی آتی ہے۔ عام طور پر، پروٹین کوڈنگ والے علاقوں میں خاموش تغیرات کو میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ میں "کنٹرول" کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ 1991 میں، جان ایچ میکڈونلڈ اور مارٹن کریٹ مین نے ڈروسفیلا (پھلوں کی مکھیوں) اور الکحل ڈی ہائیڈروجنیز جین کے امینو ایسڈ کی ترتیب میں ان کے فرق کے ساتھ ایک تجربہ کرتے ہوئے میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ اخذ کیا۔ میکڈونلڈ اور کریٹ مین نے متبادل کے تناسب کا اندازہ لگانے کے لیے یہ طریقہ تجویز کیا جو جینیاتی بہاؤ کے بجائے مثبت انتخاب کے ذریعے طے کیا جاتا ہے۔ میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کو ترتیب دینے کے لیے، ہمیں پہلے ان پرجاتیوں کے بارے میں اپنے اعداد و شمار کا دو طرفہ ہنگامی جدول ترتیب دینا چاہیے جن کی تحقیقات کی جا رہی ہیں جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے: ڈی ایس: فی جین ڈی این کے مترادف متبادل کی تعداد: فی جین پی ایس کے غیر مترادف متبادل کی تعداد: فی جین پی این کے مترادف پولیمورفزم کی تعداد: فی جین غیر مترادف پولیمورفزم کی تعداد ڈی ایس، ڈی این، پی ایس، اور پی این کی اقدار کی مقدار طے کرنے کے لیے، آپ ہنگامی جدول میں ہر قسم کے متغیر کے لیے پروٹین کوڈنگ کے علاقے میں فرق کی تعداد شمار کرتے ہیں۔ میکڈونلڈ-کریٹمین ٹیسٹ کا کالعدم مفروضہ یہ ہے کہ کسی نوع کے اندر بے نام اور مترادف تغیر کا تناسب انواع کے درمیان بے نام اور مترادف تغیر کے تناسب کے برابر ہونے والا ہے (یعنی۔ Dn/Ds = Pn/Ps)۔ جب مثبت یا منفی انتخاب (قدرتی انتخاب) غیر متناسب تغیر کو متاثر کرتا ہے، تو تناسب اب برابر نہیں رہے گا۔ انواع کے درمیان بے نام اور مترادف تغیر کا تناسب انواع کے اندر بے نام اور مترادف تغیر کے تناسب سے کم ہونے والا ہے (یعنی۔ Dn/Ds <Pn/Ps) جب منفی انتخاب کام کر رہا ہو، اور نقصان دہ تغیرات پولیمرفزم کو مضبوطی سے متاثر کرتے ہیں۔ انواع کے اندر بے نام اور مترادف تغیر کا تناسب انواع کے درمیان بے نام اور مترادف تغیر کے تناسب سے کم ہے (یعنی۔ Dn/Ds> Pn/Ps) جب ہم مثبت انتخاب کا مشاہدہ کرتے ہیں۔ چونکہ مثبت انتخاب کے تحت تغیرات آبادی میں تیزی سے پھیلتے ہیں، اس لیے وہ پولیمرفزم میں حصہ نہیں ڈالتے بلکہ انحراف پر اثر ڈالتے ہیں۔ اسمتھ اور ایر واکر کی طرف سے اخذ کردہ مساوات کا استعمال کرتے ہوئے، ہم مندرجہ ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے قدرتی انتخاب، α کے ذریعے طے شدہ بنیادی متبادلات کے تناسب کا اندازہ لگا سکتے ہیں: الفا مثبت انتخاب کے ذریعے چلنے والے متبادلات کے تناسب کی نمائندگی کرتا ہے۔ الفا-ν اور 1 کے درمیان کسی بھی عدد کے برابر ہو سکتا ہے۔ الفا کی منفی اقدار نمونے لینے کی غلطی یا ماڈل کی خلاف ورزیوں سے پیدا ہوتی ہیں، جیسے کہ قدرے نقصان دہ امینو ایسڈ کی تغیرات کو الگ کرنا۔ اوپر کی طرح، یہاں ہمارا صفر مفروضہ یہ ہے کہ α = 0، اور ہم توقع کرتے ہیں کہ Dn/Ds Pn/Ps کے برابر ہوگا۔ غیر جانبداری اشاریہ (این آئی) غیر جانبداری سے روانگی کی سمت اور ڈگری کی مقدار طے کرتا ہے (جہاں پی این/پی ایس اور ڈی این/ڈی ایس کا تناسب برابر ہے)۔ جب یہ فرض کیا جائے کہ خاموش تغیرات غیر جانبدار ہیں، تو غیر جانبداری انڈیکس 1 سے زیادہ ہے (یعنی۔ NI> 1) اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ منفی انتخاب کام کر رہا ہے، جس کے نتیجے میں امینو ایسڈ پولیمرفزم کی زیادتی ہوتی ہے۔ ایسا اس لیے ہوتا ہے کیونکہ قدرتی انتخاب صاف کرنے والے انتخاب، اور نقصان دہ ایلیلز سے نرائی کے حق میں ہے۔ چونکہ خاموش تغیرات غیر جانبدار ہوتے ہیں، اس لیے غیر جانبداری انڈیکس 1 سے کم ہوتا ہے (یعنی۔ NI <1) غیر متزلزل انحراف کی زیادتی کی نشاندہی کرتا ہے، جو اس وقت ہوتا ہے جب آبادی میں مثبت انتخاب کام کر رہا ہوتا ہے۔ جب مثبت انتخاب پرجاتیوں پر عمل کر رہا ہوتا ہے، تو قدرتی انتخاب دوسرے فینوٹائپز کے مقابلے میں ایک مخصوص فینوٹائپ کی حمایت کرتا ہے، اور پسندیدہ فینوٹائپ پرجاتیوں میں فکسشن کی طرف جانا شروع کر دیتا ہے کیونکہ اس فینوٹائپ کے لیے ایلیل فریکوئنسی بڑھ جاتی ہے۔ غیر جانبداری اشاریہ تلاش کرنے کے لیے، ہم مندرجہ ذیل مساوات استعمال کر سکتے ہیں: میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کے ساتھ غلطی کے ذرائع میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ انجام دینے کی ایک خرابی یہ ہے کہ ٹیسٹ غلطی کا شکار ہوتا ہے، جیسا کہ ہر دوسرے شماریاتی ٹیسٹ کے ساتھ ہوتا ہے۔ بہت سے عوامل موافقت پذیر ارتقاء کی سطح کے تخمینوں میں غلطیوں میں حصہ ڈال سکتے ہیں، جن میں قدرے نقصان دہ تغیرات کی موجودگی، جینوم میں تغیر کی شرحوں میں تغیر، جینوم میں ہم آہنگی کی تاریخوں میں تغیر، اور موثر آبادی کے سائز میں تبدیلیاں شامل ہیں۔ ان تمام عوامل کے نتیجے میں α کو کم سمجھا جاتا ہے۔ تاہم، چارلس ورتھ (2008)، اینڈولفاٹو (2008)، اور ایر واکر (2006) کی طرف سے کی گئی تحقیق کے مطابق، ان میں سے کوئی بھی عنصر اتنا اہم نہیں ہے کہ سائنس دانوں کو یقین ہو کہ میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ ناقابل اعتماد ہے، سوائے پرجاتیوں میں قدرے نقصان دہ تغیرات کی موجودگی کے۔ عام طور پر، میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کو اکثر ناقابل اعتماد سمجھا جاتا ہے کیونکہ یہ ٹیسٹ قدرے نقصان دہ تغیرات کی موجودگی میں انکولی ارتقاء کی ڈگری کو کم کرنے کا رجحان رکھتا ہے۔ قدرے نقصان دہ تغیر کو ایک تغیر کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو منفی انتخاب صرف بہت کمزور طریقے سے کام کرتا ہے تاکہ اس کی قسمت کا تعین انتخاب اور بے ترتیب جینیاتی بہاؤ دونوں سے ہو۔ اگر آبادی میں قدرے نقصان دہ تغیرات الگ ہو رہے ہیں، تو مثبت انتخاب کا پتہ لگانا مشکل ہو جاتا ہے اور مثبت انتخاب کی ڈگری کو کم سمجھا جاتا ہے۔ کمزور نقصان دہ تغیرات میں سختی سے نقصان دہ تغیرات کے مقابلے میں پولیمرفزم میں حصہ ڈالنے کا زیادہ امکان ہوتا ہے، لیکن پھر بھی فکسشن کے امکانات کم ہوتے ہیں۔ یہ میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کے انکولی ارتقاء کی ڈگری کے تخمینے میں تعصب پیدا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں α کا ڈرامائی طور پر کم تخمینہ ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، چونکہ مضبوطی سے نقصان دہ تغیرات نہ تو پولیمرفزم میں حصہ ڈالتے ہیں اور نہ ہی انحراف میں، مضبوطی سے نقصان دہ تغیرات α کے تعصب کے تخمینے نہیں کرتے ہیں۔ قدرے نقصان دہ تغیرات کی موجودگی ان جینوں سے مضبوطی سے جڑی ہوئی ہے جنہوں نے مؤثر آبادی کے سائز میں سب سے زیادہ کمی کا تجربہ کیا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کسی نوع میں مؤثر آبادی کے سائز میں حالیہ کمی واقع ہونے کے فورا بعد، جیسے کہ رکاوٹ، ہم پروٹین کوڈنگ والے علاقوں میں قدرے نقصان دہ تغیرات کی بڑی موجودگی کا مشاہدہ کرتے ہیں۔ ہم قدرے نقصان دہ تغیرات کی تعداد میں اضافے اور مؤثر آبادی کے سائز میں حالیہ کمی کے ساتھ براہ راست تعلق بنا سکتے ہیں۔ اس بارے میں مزید معلومات کے لیے کہ آبادی کا سائز تعدد میں اضافے کے لیے قدرے نقصان دہ تغیرات کے رجحان کو کیوں متاثر کرتا ہے، مضمون قریب قریب سالماتی ارتقاء کا غیر جانبدار نظریہ دیکھیں۔ مزید برآں، ہر شماریاتی ٹیسٹ کی طرح، میکڈونلڈ کریٹ مین ٹیسٹ میں ٹائپ I ایرر اور ٹائپ II ایرر ہونے کا ہمیشہ امکان رہتا ہے۔ شماریاتی ٹیسٹوں کے ساتھ، ہمیں ٹائپ I کی غلطیاں کرنے سے بچنے کے لیے زیادہ کوشش کرنی چاہیے، تاکہ صفر مفروضے کو مسترد کرنے سے بچا جا سکے، جب کہ یہ حقیقت میں درست ہے۔ تاہم، میکڈونلڈ کریٹ مین ٹیسٹ ٹائپ I کی غلطی کا بہت زیادہ خطرہ ہے، کیونکہ بہت سے عوامل جو حقیقی کالعدم مفروضے کو حادثاتی طور پر مسترد کرنے کا باعث بن سکتے ہیں۔ اس طرح کے عوامل میں ریکومبینیشن کی شرح میں تغیر، غیر مستحکم آبادی، چھوٹے نمونے کے سائز، اور حال ہی میں الگ الگ انواع میں موازنہ شامل ہیں۔ ان تمام عوامل میں مثبت انتخاب کا پتہ لگانے کے لیے میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کی صلاحیت کے ساتھ ساتھ کسی نوع پر عمل کرنے والے مثبت انتخاب کی سطح کو متاثر کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ کسی نوع پر عمل کرنے والے مثبت انتخاب کی سطح کا صحیح طریقے سے تعین کرنے میں یہ ناکامی اکثر غلط مثبت اور کالعدم مفروضے کو غلط طور پر مسترد کرنے کا باعث بنتی ہے۔ میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کرتے وقت، سائنس دانوں کو ٹائپ II کی بہت زیادہ غلطیاں کرنے سے بھی بچنا پڑتا ہے۔ بصورت دیگر، ٹیسٹ کے نتائج بہت زیادہ ناقص ہو سکتے ہیں اور اس کے نتائج کو بیکار قرار دیا جائے گا۔ میکڈونلڈ-کریٹمین ٹیسٹ کے غلطی کو درست کرنے کے طریقہ کار میکڈونلڈ-کریٹمین ٹیسٹ اور ٹیسٹ کی درستگی کو بہتر بنانے کے طریقے کے ساتھ مزید تجربات جاری ہیں۔ درست کرنے کے لیے سب سے اہم غلطی یہ ہے کہ α کو قدرے نقصان دہ تغیرات کی موجودگی میں شدید طور پر کم سمجھا جاتا ہے، جیسا کہ پچھلے حصے "میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کے ساتھ غلطی کے ذرائع" میں بحث کی گئی ہے۔ میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کی اس ممکنہ ایڈجسٹمنٹ میں انکولی ارتقاء کی وجہ سے ہونے والے متبادلات کی تعداد کو بہتر بنانے اور بڑھانے کے لیے ڈیٹا سیٹ سے ایک مخصوص قدر سے نیچے پولیمرفزم کو ہٹانا شامل ہے۔ قدرے نقصان دہ تغیرات کے اثرات کو کم کرنے کے لیے، پولیمرفزم کو خارج کرنے کی تجویز پیش کی گئی ہے جو ایک مخصوص کٹ آف فریکوئنسی سے نیچے ہیں، جیسے کہ <8 ٪ یا <5 ٪ (ابھی بھی اس بارے میں کافی بحث جاری ہے کہ بہترین کٹ آف ویلیو کیا ہونی چاہیے)۔ کسی خاص تعدد کے تحت پولیمرفزم کو شامل نہ کرنے سے، آپ قدرے نقصان دہ تغیرات سے پیدا ہونے والے تعصب کو کم کر سکتے ہیں، کیونکہ کم پولیمرفزم کو شمار کیا جائے گا۔ اس سے α کا تخمینہ بڑھ جائے گا۔ لہذا، میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ کو زیادہ قابل اعتماد سمجھتے ہوئے، تخریبی ارتقاء کی ڈگری کا تخمینہ اتنا شدید طور پر کم نہیں کیا جائے گا۔ میکڈونلڈ-کریٹ مین ٹیسٹ میں ٹائپ I کی غلطی پر قابو پانا ایک ضروری ایڈجسٹمنٹ ہے، پچھلے حصے "میکڈونلڈ کریٹ مین ٹیسٹ کے ساتھ غلطی کے ذرائع" میں اس کی بحث کا حوالہ دیں۔ ٹائپ I کی غلطیوں سے بچنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ ان آبادیوں کو استعمال کرنے سے گریز کیا جائے جو حالیہ رکاوٹ سے گزر چکے ہیں، یعنی ان میں حال ہی میں آبادی کے موثر سائز میں حالیہ کمی واقع ہوئی ہے۔ میکڈونلڈ-کریٹمین ٹیسٹ میں تجزیہ کو زیادہ سے زیادہ درست بنانے کے لیے، نمونے کے بڑے سائز کا استعمال کرنا بہتر ہے، لیکن اب بھی بحث جاری ہے کہ "بڑا" کتنا بڑا ہے۔ غیر کوڈنگ ڈی این اے کی ایپلی کیشنز میں میکڈونلڈ کریٹ مین ٹیسٹ کی ٹائپ I کی غلطی کو کنٹرول کرنے کا ایک اور طریقہ، پیٹر اینڈولفاٹو غیر کوڈنگ ڈی این اے پر انتخاب کے لیے جینوم وائیڈ اسکینوں میں دوبارہ ملاپ کے ساتھ مربوط تخروپن کے ذریعے اہمیت کی سطح قائم کرنے کا مشورہ دیتا ہے۔ ایسا کرنے سے آپ اپنے شماریاتی ٹیسٹ کی درستگی کو بہتر بنا سکیں گے اور کسی بھی غلط مثبت ٹیسٹ سے بچ سکیں گے۔ ٹائپ I کی غلطیاں کرنے سے بچنے کے ان تمام ممکنہ طریقوں کے ساتھ، سائنس دانوں کو احتیاط سے انتخاب کرنا چاہیے کہ وہ کن آبادیوں کا تجزیہ کر رہے ہیں، تاکہ ایسی آبادیوں کا تجزیہ کرنے سے گریز کیا جا سکے جو غلط نتائج کا باعث بنیں۔ انکولی ارتقاء کی سمت کا انتخاب جی-ٹیسٹ منفی انتخاب (قدرتی انتخاب) کے اے/کے ایس تناسب حوالہ جات فائیلوجینیٹکس سالماتی ارتقاء شماریاتی جینیات بھی دیکھیں۔