Mutationer är den ultimata källan till genetisk variation, och de är avgörande för evolutionen. De kan introducera nya egenskaper som gör att organismer kan anpassa sig till föränderliga miljöer, eller så kan de reparera skadade gener. Men inte alla mutationer är fördelaktiga. Vissa mutationer kan orsaka genetiska sjukdomar, eller så kan de göra organismer mer mottagliga för miljögifter.

Det mänskliga genomet bombarderas ständigt med mutationer, men endast en liten del av dessa mutationer har faktiskt en märkbar effekt. Detta beror på att de flesta mutationer förekommer i icke-kodande regioner av genomet, eller de resulterar i förändringar som är för små för att ha någon inverkan på organismens fenotyp.

Även när en mutation har en märkbar effekt är den inte nödvändigtvis skadlig. Vissa mutationer kan faktiskt vara fördelaktiga, vilket ger organismen en selektiv fördel i sin miljö. Till exempel kan en mutation som ökar en organisms motståndskraft mot en viss patogen vara fördelaktig i en population där den patogenen är vanlig.

Balansen mellan nyttiga och skadliga mutationer är komplex. För många skadliga mutationer kan leda till en nedgång i befolkningen, medan för få nyttiga mutationer kan hindra befolkningen från att anpassa sig till förändrade förhållanden. Den optimala mutationshastigheten kommer sannolikt att variera beroende på miljön, och den finjusteras ständigt av naturligt urval.

Varför håller vi fast vid potentiellt skadliga mutationer?

Även om vissa mutationer är skadliga, håller vi fortfarande fast vid dem av ett antal anledningar.

* Mutationsvalssaldo: Vissa skadliga mutationer upprätthålls i befolkningen vid en låg frekvens genom mutation-selektionsbalans. Detta innebär att mutationshastigheten är tillräckligt hög för att motverka de negativa effekterna av selektion. Detta kan inträffa när mutationen har en liten effekt på organismens kondition, eller när den är kopplad till en nyttig allel.

* Pleiotropi: Vissa skadliga mutationer har också positiva effekter. Detta kan göra det svårt att selektera mot den skadliga mutationen, även om den orsakar total skada på organismen. Till exempel kan en mutation som ökar en organisms motståndskraft mot en patogen också ha negativa effekter på organismens immunförsvar.

* Genetisk drift: Vissa skadliga mutationer kan upprätthållas i befolkningen genom genetisk drift. Detta är den slumpmässiga fluktuationen av allelfrekvenser i en population. Genetisk drift kan uppstå på grund av slumpmässiga händelser, såsom grundareffekten eller flaskhalseffekten.

* Epistas: Effekterna av en mutation kan bero på organismens genetiska bakgrund. Detta innebär att en mutation som är skadlig i en genetisk bakgrund kan vara fördelaktig i en annan. Detta kan göra det svårt att förutsäga effekterna av en mutation, och det kan också leda till att skadliga mutationer upprätthålls i befolkningen.

Närvaron av skadliga mutationer i det mänskliga genomet är en påminnelse om att evolution inte är en perfekt process. Men balansen mellan fördelaktiga och skadliga mutationer är avgörande för en arts överlevnad på lång sikt.