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

p=i/N.

Диплоиды [ править ]

Если $f(\mathbf {AA} )$ , $f(\mathbf {AB} )$ , и $f(\mathbf {BB} )$ являются частотами трех генотипов в локусе с двумя аллелями, то частота p A -аллеля в частота q B -аллеля и популяции получаются путем подсчета аллелей. ^[2]

p=f(\mathbf {AA} )+{\frac {1}{2}}f(\mathbf {AB} )={\mbox{frequency of A}}

q=f(\mathbf {BB} )+{\frac {1}{2}}f(\mathbf {AB} )={\mbox{frequency of B}}

Поскольку p и q — это частоты единственных двух аллелей, присутствующих в этом локусе, их сумма должна быть равна 1. Чтобы проверить это:

p+q=f(\mathbf {AA} )+f(\mathbf {BB} )+f(\mathbf {AB} )=1

q=1-p

и

p=1-q

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 $6\times 2+3=15$ наблюдаемые копии аллеля А и $1\times 2+3=5$ 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 в небольших популяциях наблюдаются большие колебания частоты в каждом поколении, чем в крупных популяциях. 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. Подробнее см. популяционную генетику .

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Jump up to: 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 по биологическим наукам . 282 (1813): 20151019. doi : 10.1098/rspb.2015.1019 . ПМЦ 4632619 . ПМИД 26246559 .

Внешние ссылки [ править ]

Чунг, К.Х.; Осьер М.В.; Кидд-младший; Пакстис А.Дж.; Миллер П.Л.; Кидд К.К. (2000). «ALFRED: 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.allelefrequency.net» . Тканевые антигены . 61 (5): 403–7. дои : 10.1034/j.1399-0039.2003.00062.x . ПМИД 12753660 .

[gillespie-1] Jump up to: 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 .

[2] «Популяция и эволюционная генетика» . ndsu.edu .

[Scott-Phillips-3] 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 .

[4] 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 по биологическим наукам . 282 (1813): 20151019. doi : 10.1098/rspb.2015.1019 . ПМЦ 4632619 . ПМИД 26246559 .

[1]

[2]

[3]

[4]

v т и Молекулярная эволюция
Естественный отбор	Балансирующий выбор Выбор направления Подрывной выбор Отрицательный выбор Стабилизирующий отбор Выборочная развертка
Модели	Модели эволюции ДНК Модели замены нуклеотидов Частота аллеля Соотношение Ка/Кс Д Тадзимы Фэй и Ву H
Молекулярные процессы	Конверсия генов Дупликация генов Тихая мутация Синонимическая замена Несинонимическая замена