Частота аллеля
Частота аллелей или частота генов — это относительная частота аллели ( варианта гена ) в определенном локусе в популяции , выраженная в долях или процентах. [1] В частности, это доля всех хромосом в популяции, несущих этот аллель, среди всей популяции или размера выборки. Микроэволюция — это изменение частот аллелей, происходящее с течением времени внутри популяции.
Учитывая следующее:
- Определенный локус хромосомы и данная аллель в этом локусе
- Популяция из N особей с плоидностью n , т.е. особь несет n копий каждой хромосомы в своих соматических клетках (например, две хромосомы в клетках диплоидных видов)
- Аллель существует в i хромосомах популяции
тогда частота аллеля — это доля всех вхождений i этого аллеля и общего числа копий хромосом в популяции, i /( nN ).
Частота аллелей отличается от частоты генотипа , хотя они связаны, и частоты аллелей можно рассчитать на основе частот генотипов. [1]
В популяционной генетике частоты аллелей используются для описания количества вариаций в определенном локусе или в нескольких локусах. При рассмотрении ансамбля частот аллелей для многих различных локусов их распределение называется частотным спектром аллелей .
частот аллелей по генотипов Расчет частотам
Фактические расчеты частоты зависят от плоидности вида по аутосомным генам.
Моноплоиды [ править ]
Частота ( p ) аллели A представляет собой долю числа копий ( i ) аллели A и размера популяции или выборки ( N ), поэтому
Диплоиды [ править ]
Если , , и являются частотами трех генотипов в локусе с двумя аллелями, то частота p A -аллеля и частота q B -аллеля в популяции получаются путем подсчета аллелей. [2]
Поскольку p и q — это частоты единственных двух аллелей, присутствующих в этом локусе, их сумма должна быть равна 1. Чтобы проверить это:
- и
Если существует более двух различных аллельных форм, частота каждой аллели равна просто частоте ее гомозиготы плюс половина суммы частот всех гетерозигот, в которых она встречается.
(Для 3 аллелей см. Аллель § Частоты генотипа )
Частоту аллелей всегда можно рассчитать по частоте генотипа , тогда как обратный процесс требует Харди-Вайнберга применения условий случайного спаривания .
Пример [ править ]
Рассмотрим локус, несущий две аллели A и B. : В диплоидной популяции существуют три возможных генотипа: два гомозиготных генотипа ( АА и ВВ ) и один гетерозиготный генотип ( АВ ). Если мы выберем 10 человек из популяции и наблюдаем частоты генотипов
- частота ( АА ) = 6
- частота ( AB ) = 3
- частота ( ББ ) = 1
тогда есть наблюдаемые копии аллеля А и аллеля B из 20 полных копий хромосомы. Частота p аллеля A равна p = 15/20 = 0,75, а частота q аллеля B равна q = 5/20 = 0,25.
Динамика [ править ]
Популяционная генетика описывает генетический состав популяции, включая частоты аллелей, а также ожидаемое изменение частот аллелей с течением времени. Закон Харди-Вайнберга описывает ожидаемые равновесные частоты генотипов в диплоидной популяции после случайного спаривания. Само по себе случайное спаривание не меняет частоты аллелей, а равновесие Харди-Вайнберга предполагает бесконечный размер популяции и избирательно нейтральный локус. [1]
В естественных популяциях естественный отбор ( адаптации механизм ), поток генов и мутации в совокупности приводят к изменению частот аллелей из поколения в поколение. Генетический дрейф вызывает изменения частоты аллелей в результате случайной выборки из-за дисперсии числа потомков при конечном размере популяции, при этом небольшие популяции испытывают большие колебания частоты в каждом поколении, чем большие популяции. Существует также теория существования второго механизма адаптации – построения ниши. [3] Согласно расширенному эволюционному синтезу, адаптация происходит вследствие естественного отбора, воздействия окружающей среды, негенетического наследования, обучения и культурной передачи. [4] Аллель в определенном локусе также может оказывать некоторый эффект приспособленности для особи, несущей этот аллель, на что действует естественный отбор. Частота полезных аллелей имеет тенденцию к увеличению, тогда как частота вредных аллелей имеет тенденцию к снижению. Даже если аллель избирательно нейтральна, отбор, действующий на близлежащие гены, также может изменить частоту ее аллеля посредством автостопа или фонового отбора .
Хотя гетерозиготность в данном локусе со временем уменьшается по мере того, как аллели закрепляются или теряются в популяции, вариации сохраняются в популяции за счет новых мутаций и потока генов из-за миграции между популяциями. Подробности см. в разделе « Популяционная генетика» .
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с Гиллеспи, Джон Х. (2004). Популяционная генетика: краткое руководство (2-е изд.). Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джонса Хопкинса. ISBN 978-0801880087 .
- ^ «Популяция и эволюционная генетика» . ndsu.edu .
- ^ Скотт-Филлипс, Техас; Лаланд, КНЦ; Шукер, Д.М.; Дикинс, Т.Э.; Вест, ЮАР (2014). «Перспектива строительства ниши: критическая оценка» . Эволюция . 68 (5): 1231–1243. дои : 10.1111/evo.12332 . ПМК 4261998 . ПМИД 24325256 .
- ^ Лаланд, КНЦ; Уллер, Т.; Фельдман, М.В.; Стерельный, К.; Мюллер, Великобритания; Мочек, А.; Яблонка, Э.; Одлинг-Сми, Дж. (август 2015 г.). «Расширенный эволюционный синтез: его структура, предположения и предсказания» . Учебник биологических наук . 282 (1813): 20151019. doi : 10.1098/rspb.2015.1019 . ПМЦ 4632619 . ПМИД 26246559 .
Внешние ссылки [ править ]
- База данных АЛЬФРЕД
- EHSTRAFD.org - База данных частот аллелей STR земного человека
- Частота аллеля VWA 17 в человеческой популяции (плакат)
- Частоты аллелей в популяциях всего мира
Чунг, К.Х.; Осьер М.В.; Кидд-младший; Пакстис А.Дж.; Миллер П.Л.; Кидд К.К. (2000). «АЛЬФРЕД: база данных частот аллелей для различных популяций и полиморфизмов ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 28 (1): 361–3. дои : 10.1093/нар/28.1.361 . ПМК 102486 . ПМИД 10592274 .
Миддлтон, Д; Менчака Л; Руд Х; Комерофский Р. (2002). «Новая база данных частот аллелей: www.allelerefrequency.net» . Тканевые антигены . 61 (5): 403–7. дои : 10.1034/j.1399-0039.2003.00062.x . ПМИД 12753660 .