Struktura genetyczna populacji.pdf

(614 KB) Pobierz
Microsoft PowerPoint - Genetyka populacyjna
Populacja
Genetyka populacyjna
Populacja
Allele genu w populacji
• Populacja jest to zbiór osobników jednego gatunku
żyjących na danym terytorium w danym czasie.
• Genetykę populacyjną interesuje tzw. populacja
panmiktyczna (mendlowska), która cechuje się tym,
że:
– Jej liczebność jest nieskończona
– Wszystkie osobniki w populacji krzyżują się swobodnie ze
sobą i mają równe szanse na posiadanie potomstwa
– Nie działają na nią czynniki zaburzające równowagę
genetyczną:
•Migracja
• Dryf genetyczny
• Selekcja
AA
aa
aa
aa
AA
AA
Aa
Aa
aa
Aa
aa
aa
aa
Aa
AA
aa
aa
aa
Aa
AA
aa
Aa
Aa
aa
AA
1
18925589.051.png
Allele genu w populacji
Allele genu w populacji
N = ogólna liczba osobników (25)
2N = ogólna liczba alleli genu A (50)
D = liczba homozygot AA (6)
R = liczba homozygot aa (12)
H = liczba heterozygot Aa (7)
D + H + R = N
P = liczba alleli A (19)
p = częstość allelu A (0,38)
P = 2D+H
p = 2D+H/2N
Q = liczba alleli a (31)
q = częstość allelu a (0,62)
Q = 2R+H
q = 2R+H/2N
A
a
1/4+2/4+1/4=1
AA
aa
aa
A
AA
Aa
aa
AA
Aa
AA
aa
AA
a
Aa
aa
Aa
aa
aa
AA
Aa
aa
AA
Aa
aa
aa
aa
Aa
p = częstość allelu A (0,38)
q = częstość allelu a (0,62)
Aa
aa
Aa
aa
aa
aa
AA
Aa
A
A
aa
aa
AA
aa
aa
aa
Aa
A
A
aa
Aa
aa
aa
p
q
Aa
Aa
aa
A
A
Aa
Aa
aa
AA
p
pp
pq
p 2 +2pq+q 2 =1
q
pq
qq
Prawo Hardy’ego-Weinberga
Prawo Hardy’ego-Weinberga dla
genów sprzężonych z płcią
• W populacji znajdującej się w stanie równowagi
genetycznej (populacji panmiktycznej) częstość
występowania genotypów zależy wyłącznie od
częstotliwości alleli i jest stała z pokolenia na
pokolenie
A
p+q=1
U samców częstotliwość genotypów
równa jest częstotliwości alleli
p 2 +2pq+q 2 =1
• Populacja znajduje się w stanie równowagi
genetycznej jeśli spełniony jest warunek:
Aa
p 2 +2pq+q 2 =1
U samic częstotliwośc genotypów
wyrażana jest klasycznym wzorem
na prawo H-W
H 2 =4DR lub h 2 =4dr
2
18925589.062.png
Migracja
Dryf genetyczny
• Emigracja – przemieszczanie się osobników z
badanej populacji na zewnątrz. Każdy osobnik
zabiera ze sobą dwa allele badanego genu.
• Imigracja – przemieszczanie się osobników z
zewnątrz do badanej populacji. Każdy osobnik
przynosi ze sobą sobą dwa allele badanego genu.
• Losowa, nieukierunkowana zmiana częstotliwości
alleli wywołana:
– odstępstwami od prawdopodobieństw oczekiwanych na
podstawie obliczeń statystycznych
– przypadkowymi zdarzeniami eliminującymi pewne osobniki
z populacji
• Dryf genetyczny występuje w niewielkich
populacjach, w których prawdopodobieństwa zdarzeń
wykazują znaczne odstępstwa od prawa wielkich
liczb.
Efekt założyciela
Efekt założyciela
•Jeśli z jakiejś populacji wyodrębni się grupę
osobników, przeniesie je na nowy teren i rozmnożą
się tam one wytwarzając nową populację, to struktura
genetyczna nowej populacji będzie determinowana
częstotliwościami alleli występującymi wśród grupy
założycieli, a nie populacji z kórej oni pochodzą.
• Efekt założyciela jest niezwykle niebezpieczny w
populacjach stworzonych z małej liczby osobników
wyjściowych z powodu niebezpieczeństwa
wystąpienia wśród nich niezidentyfikowanego
nosiciela (nosicieli) genów letalnych.
Basenji – pies przywieziony z
Etiopii i rozmnożony w Europie z
kilku osobników założycielskich.
W populacji europejskich Basenji
występuje dziedziczna anemia
hemolityczna, która jest praktycznie
nieznana u psów żyjących w
Afryce.
Wśród psów wywiezionych z Afryki
znajdował się jeden (?) nosiciel
genu letalnego, który został
następnie rozpowszechniony w
całej populacji.
3
18925589.073.png 18925589.084.png
Selekcja
Selekcja eliminująca allel dominujący
• Zjawisko polegające na eliminowaniu pewnych
osobników z populacji, lub uniemożliwianiu im
pozostawiania potomstwa (przekazywania swoich
genów następnemu pokoleniu), przy jednoczesnym
faworyzowaniu innych osobników.
• Selekcję dzielimy na:
– Selekcję naturalną
– Selekcję sztuczną
• Z punktu widzenia genetyki populacyjnej selekcja
polega na eliminowaniu z populacji pewnych alleli,
lub/i genotypów.
AA
Przed selekcją:
P = liczba alleli A = 19
p = częstość allelu A = 0,38
Q = liczba alleli a = 31
q = częstość allelu a = 0,62
aa
aa
aa
AA
Aa
AA
Aa
aa
Aa
aa
aa
aa
Po selekcji:
P = liczba alleli A = 0
p = częstość allelu A = 0
Q = liczba alleli a = 24
q = częstość allelu a = 1,0
Aa
AA
aa
aa
aa
Aa
AA
aa
Aa
Aa
aa
AA
Selekcja eliminujaca allel dominujący
Selekcja eliminująca allel recesywny
• Polega na usunięciu z populacji zarówno homozygot
dominujacych, jak i heterozygot.
• Ze względu na łatwość identyfikacji heterozygot jest
procesem bardzo efektywnym – natychmiast podnosi
częstotliwość allelu a do 1,0, a obniża częstotliwośc
allelu A do 0,0.
• Allel A pojawia się w populacji w drodze mutacji
rewersyjnej – allel a mutuje do allelu A.
• Częstotliwość pojawiania się fenotypu dominujacego
jest dwa razy większa niż częstotliwość mutacji!
AA
Przed selekcją:
P = liczba alleli A = 19
p = częstość allelu A = 0,38
Q = liczba alleli a = 31
q = częstość allelu a = 0,62
aa
aa
aa
AA
Aa
AA
Aa
aa
Aa
aa
aa
aa
Po selekcji:
P = liczba alleli A = 19
p = częstość allelu A = 0,73
Q = liczba alleli a = 7
q = częstość allelu a = 0,27
Aa
AA
aa
aa
aa
Aa
AA
aa
Aa
aa
AA
Aa
p n =p 0 /1+(n * p 0 )
4
18925589.001.png
Selekcja eliminująca allel recesywny
Selekcja eliminująca heterozygoty
• W warunkach naturalnych polega na eliminacji
homozygot recesywnych.
• Ze względu na to, że nie można zidentyfikować
heterozygot (nosicieli allelu recesywnego) jest
procesem mało efektywnym – allel a pozostaje ukryty
wśród heterozygot.
•Usuwaąc homozygoty recesywne nigdy nie daje się
całkowicie usunąc allelu recesywnego z populacji.
• Usuwany allel a jest uzupełniany w wyniku mutacji
allelu A do allelu a.
• Częstotliwość pojawiania się fenotypu recesywnego
jest równa częstotliwości mutacji.
AA
Przed selekcją:
P = liczba alleli A = 19
p = częstość allelu A = 0,38
Q = liczba alleli a = 31
q = częstość allelu a = 0,62
aa
aa
aa
AA
Aa
AA
Aa
aa
Aa
aa
aa
aa
Po selekcji:
P = liczba alleli A = 12
p = częstość allelu A = 0,34
Q = liczba alleli a = 24
q = częstość allelu a = 0,66
Aa
AA
aa
aa
aa
Aa
AA
aa
Aa
Aa
aa
AA
Selekcja eliminujaca heterozygoty
Selekcja eliminująca heterozygoty
•Wysępuje w niektórych przypadkach, np. eliminacja
z populacji prosiąt wrazliwych na zakażenie bakterią
E. coli K88.
• Selekcja eliminujaca heterozygoty usuwa równą
liczbę alleli dominujących i recesywnych.
• Ten rodzaj selekcji szybciej eliminuje allel, którego
częstośc wystepowania w populacji była mniejsza.
SS
wrażliwe
SS
wrażliwe
ss
niewrażliwe
ss
niewrażliwe
SS
wrażliwe
ss
niewrażliwe
5
18925589.002.png 18925589.003.png 18925589.004.png 18925589.005.png 18925589.006.png 18925589.007.png 18925589.008.png 18925589.009.png 18925589.010.png 18925589.011.png 18925589.012.png 18925589.013.png 18925589.014.png 18925589.015.png 18925589.016.png 18925589.017.png 18925589.018.png 18925589.019.png 18925589.020.png 18925589.021.png 18925589.022.png 18925589.023.png 18925589.024.png 18925589.025.png 18925589.026.png 18925589.027.png 18925589.028.png 18925589.029.png 18925589.030.png 18925589.031.png 18925589.032.png 18925589.033.png 18925589.034.png 18925589.035.png 18925589.036.png 18925589.037.png 18925589.038.png 18925589.039.png 18925589.040.png 18925589.041.png 18925589.042.png 18925589.043.png 18925589.044.png 18925589.045.png 18925589.046.png 18925589.047.png 18925589.048.png 18925589.049.png 18925589.050.png 18925589.052.png 18925589.053.png 18925589.054.png 18925589.055.png 18925589.056.png 18925589.057.png 18925589.058.png 18925589.059.png 18925589.060.png 18925589.061.png 18925589.063.png 18925589.064.png 18925589.065.png 18925589.066.png 18925589.067.png 18925589.068.png 18925589.069.png 18925589.070.png 18925589.071.png 18925589.072.png 18925589.074.png 18925589.075.png 18925589.076.png 18925589.077.png 18925589.078.png 18925589.079.png 18925589.080.png 18925589.081.png 18925589.082.png 18925589.083.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin