Коэффициент отношений

Коэффициент отношений является мерой степени кровного родства (или биологических отношений) между двумя людьми. Термин коэффициент отношений был определен Сьюоллом Райтом в 1922 году и был получен из его определения коэффициента инбридинга 1921 года. Мера чаще всего используется в генетике и генеалогии . Коэффициент инбридинга может быть рассчитан для индивидуума и обычно является половиной коэффициента взаимосвязи между родителями.

В целом, чем выше уровень инбридинга, тем ближе коэффициент взаимосвязи между родителями приближается к значению 1, выражается в процентах, ^{[ А ]} и подходит к значению 0 для людей с произвольно отдаленными общими предками.

Коэффициент отношений

Коэффициент отношений ( $r$ ) между двумя людьми B и C получают суммированием коэффициентов, рассчитанных для каждой линии, по которой они связаны с их общими предками . Каждая такая линия соединяет двух людей через общего предка, не проходя через никого человека, который не является общим предком более одного раза. Коэффициент пути между предком А и потомством $n$ поколения даны как:

p_{AO}=2^{-n}\cdot {\sqrt {\frac {1+f_{A}}{1+f_{O}}}}

где $f_{A}$ и $f_{O}$ являются коэффициентами инбридинга для A и O, соответственно.

Коэффициент отношений $r_{BC}$ В настоящее время получается путем суммирования всех коэффициентов пути:

r_{BC}=\sum {p_{AB}\cdot p_{AC}}

Предполагая, что родословная можно проследить до достаточно отдаленной популяции совершенно случайного считывания ( F _A = 0 для всех в сумме), определение R может быть упрощено до

r_{BC}=\sum _{p}{2^{-L(p)}}

где P перечисляет все пути, соединяющие B и C с уникальными общими предками (то есть все пути заканчиваются на общем предке и не могут проходить через общего предка к предку общего предка), а L (P) - это длина пути p .

Чтобы привести (искусственный) пример: Предполагая, что два человека имеют одинаковые 32 предка n = 5 поколений назад, но у них нет ни одного общего предка, чем четыре или менее поколения назад, их коэффициент отношений будет

{\textstyle r=2^{n}\cdot 2^{-2n}=2^{-n}}

, что для n = 5, есть,

{\textstyle 2^{-5}={\frac {1}{32}}}

, равна 0,03125 или приблизительно 3%.

Лица, для которых такая же ситуация применяется к их 1024 предкам десяти поколений назад, будет иметь коэффициент r = 2 ⁻¹⁰ = 0,1%. Если следует, что значение r может быть дано до точности в несколько процентов, если семейное древо обоих людей известно на глубине пяти поколений и до точки десятой процента, если известная глубина, по крайней мере, является, по крайней мере, Десять поколений. Вклад в R от общих предков 20 поколений назад (соответствующий примерно 500 годам в генеалогии человека или вклад от общего происхождения от средневековой популяции) падает ниже одной части за миллион .

Человеческие отношения

Коэффициент взаимосвязи иногда используется для выражения степени родства в числовых терминах в генеалогии человека .

В человеческих отношениях ценность коэффициента отношений обычно рассчитывается на основе знаний полного семейного дерева, распространяющегося до сравнительно небольшого числа поколений, возможно, порядок трех или четырех. Как объяснено выше, значение для коэффициента рассчитанной связи, таким образом, является нижней границей, с фактическим значением, которое может быть на несколько процентов выше. Значение точнее в пределах 1%, если полное семейное древо из обоих людей известно на глубине семи поколений. ^{[ C ]}

человека Родственник первой степени (FDR)-это родитель (отец или мать), полный брат (брат или сестра) или потомство . ^{[ 1 ]} Это представляет собой категорию членов семьи, которая в значительной степени перекрывается с термином ядерной семьи , но без супругов. ^{[ 2 ]} Если люди связаны с крови , родственники первой степени имеют приблизительно 50% своих генов. Родственники первой степени являются общей мерой, используемой для диагностики рисков для общих заболеваний путем анализа истории семьи. ^{[ 3 ]}

Родственник второй степени (SDR)-это тот, кто разделяет 25% генов человека. Он включает в себя дяди , тетушки , племянники , племянницы , бабушки и дедушки , внуки , сводные братья и сестры и двойные двоюродные братья . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Родственники третьей степени являются сегментом расширенной семьи и включают первых двоюродных братьев, прадедушка и правнуков. ^{[ 7 ]} Родственники третьей степени обычно определяются ожидаемым количеством генетического перекрытия, которое существует между двумя людьми, причем родственники третьей степени индивидуального разделяют приблизительно 12,5% своих генов. ^{[ 8 ]} В эту категорию входят прадедушки , правнуки, внуки , внучатые атте, первые двоюродные братья , ^{[ 9 ]} Полудюзлы , полуотеги, полумесяцы и полумесяцы .

Степень отношений	Отношение	Коэффициент отношений (R)
0	идентичные близнецы; клоны	100% ^{[ 10 ]} (1)
1	Мать / отец / дочь / сын ^{[ 11 ]}	50% (2 ⁻¹)
1	Идентичный ребенок -близнец родителя / идентичный ребенок -близнец	50% (2 ⁻¹)
2	свод-сестра / сводный брат	25% (2 ⁻²)
2	Полная сестра / полный брат	50% (2⋅2 ⁻²)
2	3/4-сестры/3/4 брат	37.5% (2 ⁻²+2 ⁻³)
2	бабушка / дедушка / внучка / внук	25% (2 ⁻²)
3	Half-Aunt / Half-Jul	12.5% (2 ⁻³)
3	тетя / дядя / племянница / племянник	25% (2⋅2 ⁻³)
4	Половина двоюродного брата	6.25% (2 ⁻⁴)
4	Первый двоюродный брат	12.5% (2⋅2 ⁻⁴)
4	Сесви-первый двоюродный брат	18.75% (3⋅2 ⁻⁴)
4	Двойной первый двоюродный брат	25% (4⋅2 ⁻⁴)
3	правнука / прадедушка / правнучка / правнук	12.5% (2 ⁻³)
4	Полудебл / полумоклевые / полубанунка / полубануйца	6.25% (2 ⁻⁴)
4	Grandaunt / Granduncle / Grandece / Grandephew	12.5% (2⋅2 ⁻⁴)
5	половина первого двоюродного брата однажды удален	3.125% (2 ⁻⁵)
5	Первый двоюродный брат однажды удален	6.25% (2⋅2 ⁻⁵)
5	Сесви-первый двоюродный брат однажды удален	9.375% (3⋅2 ⁻⁵)
5	двойной двоюродный брат однажды удален	12.5% (4⋅2 ⁻⁵)
6	полусеная двоюродная сестра	1.5625% (2 ⁻⁶)
6	Второй двоюродный брат	3.125% (2⋅2 ⁻⁶)
6	Сесви-второй двоюродный брат	4.6875% (3⋅2 ⁻⁶)
6	Двойной двоюродный брат	6.25% (4⋅2 ⁻⁶)
6	Сестер-второй двоюродный брат	7.8125% (5⋅2 ⁻⁶)
6	Тройной второй двоюродный брат	9.38% (6⋅2 ⁻⁶)
6	Сесва-второй двоюродный брат	10.9375% (7⋅2 ⁻⁶)
6	Четырехместная двоюродная сестра	12.5% (8⋅2 ⁻⁶)
4	Прапрадром / прапрадедн	6.25% (2 ⁻⁴)
5	полузреловой бабу / полузракт / полуразмерный бабуш / полузрачный бабуш	3.125% (2 ⁻⁵)
5	прадедушка / правнуклей / правнук / правнук	6.25% (2⋅2 ⁻⁵)
6	полуденный двоюродный брат дважды удален	1.5625% (2 ⁻⁶)
6	Первый двоюродный брат дважды удален	3.125% (2⋅2 ⁻⁶)
6	Сесви-первый кузен дважды удален	4.6875% (3⋅2 ⁻⁶)
6	двоюродный брат дважды удален дважды	6.25% (4⋅2 ⁻⁶)
7	полусекундный двоюродный брат однажды удален	0.78125% (2 ⁻⁷)
7	Второй двоюродный брат однажды удален	1.5625% (2⋅2 ⁻⁷)
7	Сесу-второй двоюродный брат однажды удален	2.34375% (3⋅2 ⁻⁷)
7	двойной двоюродный брат после удаления	3.125% (4⋅2 ⁻⁷)
7	Сестер-второй двоюродный брат однажды удален	3.90625% (5⋅2 ⁻⁷)
7	Тройной второй двоюродный брат однажды удален	4.6875% (6⋅2 ⁻⁷)
7	Сесва-секунда двоюродного брата однажды удален	5.46875% (7⋅2 ⁻⁷)
7	Четырехсветная двоюродная сестра однажды удален	6.25% (8⋅2 ⁻⁷)
8	Третий двоюродный брат	0.78125% (2⋅2 ⁻⁸)
5	пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-прапра-	3.125% (2 ⁻⁵)
6	Полу зрелости-внука / полузраловый гранда / половина гранда / половина зерна	1.5625% (2 ⁻⁶)
6	пра-пра-пра-правнук / пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-пра-прав	3.125% (2⋅2 ⁻⁶)
7	Первый двоюродный брат трижды удален	1.5625% (2⋅2 ⁻⁷)
8	второй кузен дважды удален	0.78125% (2⋅2 ⁻⁸)
9	Третий двоюродный брат однажды удален	0.390625% (2⋅2 ⁻⁹)
10	Четвертый двоюродный брат	0.1953125% (2⋅2 ⁻¹⁰) ^{[ 12 ]}

Большинство законов инцеста касаются отношений, где r = 25% или выше, хотя многие игнорируют редкий случай двойных двоюродных братьев. Некоторые юрисдикции также запрещают сексуальные отношения или брак между двоюродными братьями различной степени или отдельными лицами, связанными только за счет усыновления или сродства . Существует ли какая -то вероятность зачатия, обычно считается неактуальной.

Коэффициент родства

Коэффициент родства является простой мерой родства, определяемой как вероятность того, что пара случайно отобранных гомологичных аллелей идентична спуска . ^{[ 13 ]} Проще говоря, вероятность того, что аллель выбран случайным образом из индивидуума, I и аллеля, выбранного в одном и том же аутосомном локусе из другого человека, J, идентичны и от одного и того же предка.

Отношение	Родство коэффициент
Индивидуальное	1/2
Полная сестра / полный брат	1/4
Мать / отец / дочь / сын	1/4
бабушка / дедушка / внучка / внук	1/8
тетя / дядя / племянница / племянник	1/8
Первый двоюродный брат	1/16
свод-сестра / сводный брат	1/8
двойные двоюродные братья	1/8
Несколько наиболее распространенных семейных отношений и соответствующий коэффициент родства.

Коэффициент родственности равен вдвое превышает коэффициент родства. ^{[ 14 ]}

Расчет

Коэффициент родства между двумя людьми, i и j, представлен как φ _ij . Коэффициент родства между не внедренным человеком и самим собой, φ _II , равен 1/2. Это связано с тем, что люди являются диплоидными , что означает, что единственный способ случайно выбранных аллелей идентичен спуск, если один и тот же аллель выбирается дважды (вероятность 1/2). Точно так же взаимосвязь между родителем и ребенком обнаружена из -за того, что случайно выбираемый аллель у ребенка принадлежит родителю (вероятность 1/2), а вероятность аллеля, выбранного от родителя, одинаковой, пройденной ребенку (вероятность 1/2). Поскольку эти два события не зависят друг от друга, они умножаются φ _IJ = 1/2 x 1/2 = 1/4. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}

Смотрите также

Примечания

^ Строго говоря, R = 1 для клонов и идентичных близнецов, но, поскольку определение R обычно предназначено для оценки пригодности двух людей для размножения, они обычно считаются противоположным полом.
^ Например, его брат подключается к родителю, который соединяется с собой (2 строки), в то время как одна тетя/дядя подключается к бабушке и дедушке, который соединяется с родителем, который соединяется с собой (3 строки).
^ Полное семейное древо из семи поколений (128 путей к предкам 7 -й степени) необоснованно даже для членов высокого дворянства. Например, семейное древо королевы Елизаветы II полностью известно на глубине шести поколений, но становится трудно проследить в седьмом поколении.

Ссылки

^ Talley, Nicholas (2007). Гастроэнтерология и гепатология: клинический справочник . п. 200
^ Рейсс, Дэвид (1981). Семейное строительство реальности . Гарвардский университет издательство. п. 276. ISBN 9780674294158 .
^ Гинзбург, Джеффри (2008). Геномная и персонализированная медицина, объемы 1-2 . п. 482.
^ «Категории рисков для рака молочной железы и яичников и семейной истории» . Центры по контролю и профилактике заболеваний США .
^ «Первый, второй и третий родственник» . Синий крест -синий щит .
^ «Словарь NCI Генетических терминов» . Cancer.gov .
^ «Первый, второй и третий родственник» . bcbst.com . Синий крест синий щит Теннесси . Получено 18 августа 2016 года .
^ Ладман, Марк (2009). Энциклопедия генетических расстройств и врожденных дефектов . Infobase. п. 101. ISBN 9781438120959 .
^ «29 CFR § 1635.3 - Определения, специфичные для Джины» .
^ По замене в определении понятия «поколение» путем « мейоза ». Поскольку идентичные близнецы не разделены мейозом, между ними нет «поколений», следовательно, n = 0 и r = 1. Видеть: Ланкастер, FM (октябрь 2005 г.). «Расчет коэффициента отношений» . Генетические и количественные аспекты генеалогии . Архивировано из оригинала 2007-06-29.
^ "Кинский выбор" . Бенджамин/Каммингс . Получено 2007-11-25 .
^ Эта степень отношений обычно неотличима от отношений с случайным человеком в одном и том же населении (племя, страна, этническая группа).
^ Ланге, Кеннет (2003). Математические и статистические методы для генетического анализа . Спрингер. п. 81. ISBN 978-0-387-21750-5 .
^ Райт, Сьюолл (1921). «Системы спаривания» (PDF) . Генетика . 6 (2): 111–178. doi : 10.1093/Genetics/6.2.111 . PMC 1200510 . PMID 17245958 .
^ Ланге, Кеннет (2003). Математические и статистические методы для генетического анализа . Спрингер. С. 81–83.
^ Жаккард, Альберт (1974). Генетическая структура популяций . Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-88415-3 .

Библиография

Райт, Сьюолл (1921). «Системы спаривания» (PDF) . Генетика . 6 (2): 111–178. doi : 10.1093/Genetics/6.2.111 . PMC 1200510 . PMID 17245958 . Пять бумаг:
- I) биометрические отношения между потомством и родителем
- Ii) Влияние инбридинга на генетический состав популяции
- Iii) ассортитивное спаривание на основе соматического сходства
- Iv) Влияние отбора
- V) Общие соображения
Райт, Сьюолл (1922). «Коэффициенты инбридинга и отношений» . Американский натуралист . 56 (645): 330–338. doi : 10.1086/279872 . S2CID 83865141 .
Малекот, Г. (1948) Математика наследственности , Masson et Cie, Париж.
Ланге, К. (1997) Математические и статистические методы для генетического анализа , Springer-Verlag, Нью-Йорк.
Oliehoek, Pieter; Джек Дж. Уиндиг; Йохан А.М. Ван Арендонк; Питер Биджма (май 2006 г.). «Оценка родства между людьми в общем населении с акцентом на их использование в программах сохранения» . Генетика . 173 (1): 483–496. doi : 10.1534/Genetics.105.049940 . PMC 1461426 . PMID 16510792 .

[1] Строго говоря, R = 1 для клонов и идентичных близнецов, но, поскольку определение R обычно предназначено для оценки пригодности двух людей для размножения, они обычно считаются противоположным полом.

[2] Например, его брат подключается к родителю, который соединяется с собой (2 строки), в то время как одна тетя/дядя подключается к бабушке и дедушке, который соединяется с родителем, который соединяется с собой (3 строки).

[3] Полное семейное древо из семи поколений (128 путей к предкам 7 -й степени) необоснованно даже для членов высокого дворянства. Например, семейное древо королевы Елизаветы II полностью известно на глубине шести поколений, но становится трудно проследить в седьмом поколении.

[4] Talley, Nicholas (2007). Гастроэнтерология и гепатология: клинический справочник . п. 200

[5] Рейсс, Дэвид (1981). Семейное строительство реальности . Гарвардский университет издательство. п. 276. ISBN 9780674294158 .

[6] Гинзбург, Джеффри (2008). Геномная и персонализированная медицина, объемы 1-2 . п. 482.

[cdc-7] «Категории рисков для рака молочной железы и яичников и семейной истории» . Центры по контролю и профилактике заболеваний США .

[bcbs-8] «Первый, второй и третий родственник» . Синий крест -синий щит .

[cancergov-9] «Словарь NCI Генетических терминов» . Cancer.gov .

[10] «Первый, второй и третий родственник» . bcbst.com . Синий крест синий щит Теннесси . Получено 18 августа 2016 года .

[11] Ладман, Марк (2009). Энциклопедия генетических расстройств и врожденных дефектов . Infobase. п. 101. ISBN 9781438120959 .

[12] «29 CFR § 1635.3 - Определения, специфичные для Джины» .

[13] По замене в определении понятия «поколение» путем « мейоза ». Поскольку идентичные близнецы не разделены мейозом, между ними нет «поколений», следовательно, n = 0 и r = 1. Видеть: Ланкастер, FM (октябрь 2005 г.). «Расчет коэффициента отношений» . Генетические и количественные аспекты генеалогии . Архивировано из оригинала 2007-06-29.

[14] "Кинский выбор" . Бенджамин/Каммингс . Получено 2007-11-25 .

[15] Эта степень отношений обычно неотличима от отношений с случайным человеком в одном и том же населении (племя, страна, этническая группа).

[16] Ланге, Кеннет (2003). Математические и статистические методы для генетического анализа . Спрингер. п. 81. ISBN 978-0-387-21750-5 .

[17] Райт, Сьюолл (1921). «Системы спаривания» (PDF) . Генетика . 6 (2): 111–178. doi : 10.1093/Genetics/6.2.111 . PMC 1200510 . PMID 17245958 .

[18] Ланге, Кеннет (2003). Математические и статистические методы для генетического анализа . Спрингер. С. 81–83.

[19] Жаккард, Альберт (1974). Генетическая структура популяций . Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-88415-3 .

[ А ]

[ B ]

[ C ]

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v Т и Генетика популяции
Ключевые понятия	Принцип Харди -Вайнберг Генетическая связь Личность путем происхождения Связь неравновесия Фундаментальная теорема Фишера Нейтральная теория Изменение теории баланса Ценовое уравнение Коэффициент инбридинга Коэффициент отношений Коэффициент отбора Фитнес Наследственность Структура населения Конструктивная нейтральная эволюция
Выбор	Естественный Искусственный Сексуальный Экологический
Эффекты отбора на геномные вариации	Генетический автостоп Фоновый выбор
Генетический дрейф	Небольшая численность населения Население узкого места Эффект основателя Коалесценция Балденс -николс модель
Основатели	Ра Фишер JBS Haldane Sewall Wright
Связанные темы	Биогеография Эволюция Теория эволюционной игры Фитнес -ландшафт Генетическая генеалогия Геномитика ландшафта и геномика Микроэволюция Геномика популяции Филогеография Количественная генетика
Индекс статей эволюционной биологии