Эффект Хилла – Робертсона
В популяционной генетике эффект Хилла-Робертсона , или интерференция Хилла-Робертсона , представляет собой явление, впервые выявленное Биллом Хиллом и Аланом Робертсоном в 1966 году. [1] Это дает объяснение тому, почему генетическая рекомбинация может иметь эволюционное преимущество .
Объяснение
[ редактировать ]В популяции конечного, но эффективного размера, которая подвергается естественному отбору , будут возникать различные степени неравновесия по сцеплению (LD). Они могут быть вызваны генетическим дрейфом или мутацией , и они будут иметь тенденцию замедлять процесс эволюции путем естественного отбора. [2]
В этом легче всего убедиться, рассмотрев случай неравновесий, вызванных мутацией:Рассмотрим популяцию людей, чей геном содержит только два гена: a и b . выгодный мутант ( А ) гена а Если у данного индивидуума возникает , гены этого индивидуума в результате естественного отбора со временем станут более частыми в популяции. Однако если отдельный выгодный мутант ( B ) гена b возникает до того, как A перешел к фиксации, и возникает у особи, не являющейся носителем A , то особи, несущие B , и особи, несущие A, будут конкурировать. Если присутствует рекомбинация, то в конечном итоге возникнут особи, несущие как A, так и B (генотипа AB). При условии отсутствия негативных эпистатических эффектов от ношения обоих генотипов AB будут иметь большее селективное преимущество, чем aB или Ab индивидуумы , и, следовательно, AB перейдет к фиксации. Однако, если рекомбинации нет, индивидуумы AB могут возникнуть только в том случае, если последняя мутация (B) произойдет у индивидуума Ab. Вероятность того, что это произойдет, зависит от частоты новых мутаций и размера популяции, но в целом маловероятна, если только A уже не фиксирован или почти не фиксирован. Следовательно, следует ожидать, что время между возникновением мутации А и закреплением популяции для AB будет намного дольше в отсутствие рекомбинации. Следовательно, рекомбинация позволяет эволюции развиваться быстрее. [Примечание: этот эффект часто ошибочно приравнивают к «клональному вмешательству», которое происходит, когда A и B Мутации возникают у разных особей дикого типа ( ab ) и описывают последующую конкуренцию между линиями Ab и aB .] [2] Существует тенденция к корреляции между скоростью рекомбинации и вероятностью того, что предпочтительный гаплотип (в приведенном выше примере, обозначенный как AB ) зафиксируется в популяции. [3]
Джо Фельзенштейн (1974) [4] показал, что этот эффект математически идентичен модели Фишера-Мюллера, предложенной Р. А. Фишером (1930). [5] и Х. Дж. Мюллер (1932), [6] хотя словесные аргументы были существенно разными. Хотя эффект Хилла-Робертсона обычно рассматривается как описывающий непропорциональное наращивание LD, снижающего приспособленность (по сравнению с увеличением приспособленности), эти эффекты также имеют непосредственные последствия для средней приспособленности популяции. [7]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хилл В.Г., Робертсон А. (декабрь 1966 г.). «Влияние сцепления на пределы искусственного отбора» . Генетические исследования . 8 (3): 269–294. дои : 10.1017/S0016672300010156 . ПМИД 5980116 .
- ^ Перейти обратно: а б Хартл Д.Л., Кларк АГ (2007). Принципы популяционной генетики (4-е изд.). Сандерленд, Массачусетс, США: Sinauer Associates. ISBN 978-1-4292-1145-1 . [ нужна страница ]
- ^ Уигэм, Пенсильвания, Спенсер Х.Г. (март 2021 г.). «Популяции с графовой структурой и эффект Хилла-Робертсона» . Королевское общество открытой науки . 8 (3): 201831. Бибкод : 2021RSOS....801831W . дои : 10.1098/rsos.201831 . ПМЦ 8074956 . ПМИД 33959343 .
- ^ Фельзенштейн Дж. (октябрь 1974 г.). «Эволюционное преимущество рекомбинации» . Генетика . 78 (2): 737–756. дои : 10.1093/генетика/78.2.737 . ПМЦ 1213231 . ПМИД 4448362 .
- ^ Фишер Р.А. (1930). Генетическая теория естественного отбора . Оксфорд: Кларендон Пресс. OCLC 1327609915 . [ нужна страница ]
- ^ Мун С.Х., Ча Р., Ли Г.Л., Лим Дж.К., Со К.С. (март 1932 г.). «Первичная сосудистая система субарахноидального пространства мозга мыши» . Доказательная дополнительная и альтернативная медицина . 2013 (703): 280418. doi : 10.1086/280418 . ПМЦ 3679859 . ПМИД 23781258 . S2CID 84301227 .
- ^ Крауч DJ (октябрь 2017 г.). «Статистические аспекты эволюции в условиях естественного отбора с учетом преимуществ полового размножения». Журнал теоретической биологии . 431 : 79–86. Бибкод : 2017JThBi.431...79C . дои : 10.1016/j.jtbi.2017.07.021 . ПМИД 28779948 .