Частата алеля

Частата алеля, або частата гена, — гэта адносная частата алеля (варыянта гена) у пэўным локусе ў папуляцыі, выражаная ў долях або працэнтах.^[1] У прыватнасці, гэта доля ўсіх храмасом у папуляцыі, якія нясуць гэты алель, у агульнай папуляцыі або памеры выбаркі. Мікраэвалюцыя — гэта змяненне частот алеляў, якое адбываецца з часам у папуляцыі.

Улічваючы наступнае:

Пэўны локус на храмасоме і дадзены алель у гэтым локусе
Папуляцыя з N асобін з плоіднасцю n, гэта значыць асобіна нясе n копій кожнай храмасомы ў сваіх саматычных цэлях (напрыклад, дзве храмасомы ў цэлях дыплоідных відаў)
Алель існуе ў i храмасомах папуляцыі

тады частата алеля — гэта доля ўсіх уваходжанняў i гэтага алеля ад агульнай колькасці копій храмасом у папуляцыі, i/(nN).

Частата алеляў адрозніваецца ад частаты генатыпа, хоць яны звязаны, і частоты алеляў можна вылічыць з частот генатыпаў.^[1]

У папуляцыйнай генетыцы частоты алеляў выкарыстоўваюцца для апісання колькасці варыяцый у пэўным локусе або ў некалькіх локусах. Пры разглядзе ансамбля частот алеляў для многіх розных локусаў іх размеркаванне называецца спектрам частот алеляў.

Разлік частот алеляў з частот генатыпаў

Фактычныя разлікі частот залежаць ад плоіднасці віду для аўтасомных генаў.

Манаплоіды

Частата (p) алеля A — гэта доля колькасці копій (i) алеля A і памеру папуляцыі або выбаркі (N), таму

p=i/N.

Дыплоіды

Калі $f(\mathbf {AA} )$ , $f(\mathbf {AB} )$ , і $f(\mathbf {BB} )$ гэта частоты трох генатыпаў у локусе з двума алелямі, тады частата p алеля A і частата q алеля B у папуляцыі атрыманы шляхам падліку алеляў.^[2]

p=f(\mathbf {AA} )+{\frac {1}{2}}f(\mathbf {AB} )

q=f(\mathbf {BB} )+{\frac {1}{2}}f(\mathbf {AB} )

Паколькі p і q — гэта частоты толькі двух алеляў, якія прысутнічаюць у гэтым локусе, іх сума павінна быць роўная 1. Каб праверыць гэта:

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

q=1-p

і

p=1-q

Калі існуе больш за дзве розныя алельныя формы, частата для кожнага алеля — гэта проста частата яго гомазіготы плюс палова сумы частот для ўсіх гетэразігот, у якіх ён з’яўляецца.

Частата алеляў заўсёды можа быць вылічана з частаты генатыпу, у той час як наадварот патрабуе прымянення ўмовы выпадковага спарвання закону Хардзі-Вайнберга.

Прыклад

Разгледзім локус, якому характэрны два алелі, A і B. У дыплоіднай папуляцыі існуюць тры магчымых генатыпа, два гомазіготных генатыпаў (AA і BB) і адзін гетэразіготны генатып (AB). Калі мы выбіраем 10 асобін з папуляцыі і назіраем за частотамі генатыпаў

частата(AA) = 6
частата(AB) = 3
частата(BB) = 1

тады назіраем $6\times 2+3=15$ копій алеляў А і $1\times 2+3=5$ копій алеля B, з 20 агульных копій храмасом. Частата p алеля A роўная p = 15/20 = 0,75, а частата q алеля B у выбаркі роўная q = 5/20 = 0,25.

Дынаміка

Папуляцыйная генетыка апісвае генетычны склад папуляцыі, у тым ліку частоты алеляў і тое, якія змены ў размеркаванні алеляў чакаюцца з цягам часу. Закон Хардзі-Вайнберга апісвае чаканыя раўнаважныя частоты генатыпаў у дыплоіднай папуляцыі пасля выпадковага спарвання. Выпадковае спарванне само па сабе не змяняе частоты алеляў, і закон Хардзі-Вайнберга прадугледжвае бясконцы памер папуляцыі і селектыўна нейтральны локус.^[1]

У натуральных папуляцыях натуральны адбор (механізм адаптацыі), паток генаў і мутацыі аб’ядноўваюцца, каб змяніць частоты алеляў у пакаленнях. Генетычны дрэйф выклікае змены ў частаце алеляў пры выпадковай выбарцы праз дысперсію колькасці нашчадкаў у канечным памеры папуляцыі, прычым невялікія папуляцыі адчуваюць большыя ваганні частоты ў кожным пакаленні, чым вялікія папуляцыі. Існуе таксама тэорыя, паводле якой існуе другі адаптацыйны механізм — будаўніцтва нішы.^[3] Згодна з расшыраным эвалюцыйным сінтэзам адаптацыя адбываецца дзякуючы натуральнаму адбору, індукцыі асяроддзя, негенетычнай спадчыннасці, навучання і перадачы культуры.^[4] Алель у пэўным локусе можа таксама даваць пэўны эфект на прыстасаванасць для асобіны, якая носіць гэты алель, на які дзейнічае натуральны адбор. Частата карысных алеляў, як правіла, павялічваюцца, у той час як шкодныя алелі, як правіла, становяцца радзейшымі ў папуляцыі. Нават калі алель нейтральны, адбор, які дзейнічае на бліжэйшыя гены, можа таксама змяніць частату яго алеляў праз аўтастоп або фонавы адбор.

У той час як гетэразіготнасць ў дадзеным локусе памяншаецца з цягам часу, калі алелі становяцца фіксаванымі або страчваюцца, варыяцыі падтрымліваюцца ў папуляцыі праз новыя мутацыі і паток генаў праз міграцыю паміж папуляцыямі.

Гл. таксама

Крыніцы

↑ ^а ^б ^в Gillespie, John H. (2004). Population genetics : a concise guide (2. ed.). Baltimore, Md.: The Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0801880087.
↑ Population and Evolutionary Genetics (нявызн.). ndsu.edu.
↑ Scott-Phillips, T. C.; Laland, K. N.; Shuker, D. M.; Dickins, T. E.; West, S. A. (2014). "The Niche Construction Perspective: A Critical Appraisal". Evolution. 68 (5): 1231–1243. doi:10.1111/evo.12332. PMC 4261998. PMID 24325256.
↑ Laland, K. N.; Uller, T.; Feldman, M. W.; Sterelny, K.; Müller, G. B.; Moczek, A.; Jablonka, E.; Odling-Smee, J. (Aug 2015). "The extended evolutionary synthesis: its structure, assumptions and predictions". Proc Biol Sci. 282 (1813): 20151019. doi:10.1098/rspb.2015.1019. PMC 4632619. PMID 26246559.

Спасылкі

Cheung, KH; Osier MV; Kidd JR; Pakstis AJ; Miller PL; Kidd KK (2000). "ALFRED: an allele frequency database for diverse populations and DNA polymorphisms". Nucleic Acids Research. 28 (1): 361–3. doi:10.1093/nar/28.1.361. PMC 102486. PMID 10592274.

Middleton, D; Menchaca L; Rood H; Komerofsky R (2002). "New allele frequency database: www.allelefrequencies.net". Tissue Antigens. 61 (5): 403–7. doi:10.1034/j.1399-0039.2003.00062.x. PMID 12753660.

[gillespie2-1] а ^б ^в Gillespie, John H. (2004). Population genetics : a concise guide (2. ed.). Baltimore, Md.: The Johns Hopkins University Press. ISBN 978-0801880087.

[2] Population and Evolutionary Genetics (нявызн.). ndsu.edu.

[Scott-Phillips2-3] Scott-Phillips, T. C.; Laland, K. N.; Shuker, D. M.; Dickins, T. E.; West, S. A. (2014). "The Niche Construction Perspective: A Critical Appraisal". Evolution. 68 (5): 1231–1243. doi:10.1111/evo.12332. PMC 4261998. PMID 24325256.

[4] Laland, K. N.; Uller, T.; Feldman, M. W.; Sterelny, K.; Müller, G. B.; Moczek, A.; Jablonka, E.; Odling-Smee, J. (Aug 2015). "The extended evolutionary synthesis: its structure, assumptions and predictions". Proc Biol Sci. 282 (1813): 20151019. doi:10.1098/rspb.2015.1019. PMC 4632619. PMID 26246559.

[1]

[2]

[3]

[4]