5833

Популяционная генетика

Лекция

Биология и генетика

Популяционная генетика Популяционная генетика исследует закономерности распределения генов и генотипов в популяциях. Установление этих закономерностей имеет как научное, так и практическое значение в разных разделах биологии, таких как экология и эк...

Русский

2012-12-23

34.5 KB

34 чел.

Популяционная генетика

Популяционная генетика исследует закономерности распределения генов и генотипов в популяциях. Установление этих закономерностей имеет как научное, так и практическое значение в разных разделах биологии, таких как экология и экологическая генетика, биогеография, селекция и т.д. В медицинской практике также нередко появляется необходимость установить количественные соотношения людей с различными генотипами по какому-либо гену, включающему патологический аллель, или частоту встречаемости этого гена среди населения.

Популяции могут находиться в состоянии генетического равновесия или быть генетически неравновесными. В1908 г. Г. Харди и В.Вайнберг предложили формулу, отражающую распределение частот генотипов в популяциях со свободным скрещиванием, т.е. панмиктических. Если частота доминантного аллеля р, а рецессивного – q, причем
p + q = 1, тогда р*р (AA) + 2pq (Aa) + q*q (aa) = 0, где р*р – частота доминантного гомозиготного генотипа, 2pq – частота гетерозигот, а q*q – частота рецессивных гомозигот.

В генетически равновесной популяции частоты генов и генотипов из поколения в поколение не изменяются. Этому, кроме панмиксии, т.е. отсутствия специального подбора пар по какимлибо отдельным признакам, способствуют:

• большая численность популяции;

• отсутствие оттока или притока в нее генов за счет миграции особей;

• отсутствие давления мутаций, изменяющих частоту какого-либо аллеля данного гена или приводящих к появлению новых аллелей;

• отсутствие естественного отбора, результатом которого может быть неравная жизнеспособность или неравная плодовитость особей с разными генотипами.

Действие любого из указанных факторов может быть причиной нарушения генетического равновесия в данной популяции, т.е. динамики ее генетической структуры или изменению ее во времени (из поколения в поколение) или в пространстве. Такая популяция может быть эволюционирующей.

Используя формулу Харди-Вайнберга можно производить ряд вычислений. Так, например, на основании известных частот фенотипов, генотипы которых известны, можно вычислить частоты аллелей соответствующих генов. Зная частоту доминантного или рецессивного гомозиготного генотипа в данной популяции, можно вычислить параметры генетической структуры этой популяции, а именно, частоты генов и генотипов. Кроме того, опираясь на формулу Харди-Вайнберга, можно установить, является ли данная популяция с определенным соотношением частот генотипов генетически равновесной. Таким образом, анализ популяций с позиций основных положений закона Харди-Вайнберга позволяет оценить состояние и направление изменчивости конкретной популяции.

Закон Харди-Вайнберга приложим и к генам, представленным множественными аллелями. Если ген известен в трех аллельных формах, частоты этих аллелей выражаются, соответственно, как p, q и r, а формула Харди-Вайнберга, отражающая соотношение частот генотипов, образуемых этими аллелями, приобретает вид:

p*p + q*q + r*r + 2pq + 2pr + 2qr = 1


ЗАДАЧИ

1. В одной изолированной популяции человека насчитывается примерно 16% людей, имеющих резус-отрицательную кровь (рецессивный признак). Установите число гетерозиготных носителей гена резус-отрицательной крови.

2. Соответствует ли формуле Харди-Вайнберга следующее соотношение гомозигот и гетерозигот в популяции: 239 АА :79 Аа : 6 аа?

3. Подагра встречается у 2% людей и обусловлена аутосомным доминантным геном. У женщин ген подагры не проявляется, у мужчин его пенетрантность равна 20% (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку, исходя из этих данных.

4.Частота генов групп крови по системе АВ0 среди европейского населения приведена ниже (Н.П.Бочков, 1979).

Население     Частоты генов

     IА     IВ     IО

Русские  0,249  0,189  0,562

Буряты  0,165  0,277  0,558

Англичане 0,251  0,050  0,699

Определите процентное соотношение людей с I, II, III и IY группами крови среди русских, бурятов и англичан.

 

Домашнее задание:

1. В одной из панмиктических популяций частота аллеля b равна 0,1, а в другой – 0,9. В какой популяции больше гетерозигот?

2. В популяциях Европы на 20000 человек встречается 1 альбинос. Определите генетическую структуру популяции.

3. Население острова произошло от нескольких человек из популяции, характеризующейся частотой встречаемости доминантного аллеля B (карие глаза), равной 0,2, и рецессивного аллеля b (голубые глаза), равной 0,8. Определите для данной островной популяции процент людей с карими и голубыми глазами в первой генерации. Изменится ли это соотношение особей по фенотипу и генофонд популяции после смен нескольких поколений при условии, что популяция носит панмиктический характер, и практически в ней не было мутаций по цвету глаз.

4. В США около 30% населения ощущают горький вкус фенилтиокарбамида (ФТК), 70% людей не различают его вкус. Способность ощущать вкус ФТК детерминируется рецессивным геном а. Определите частоту аллелей А и а и генотипов АА, Аа и аа в данной популяции.

5. В популяции встречается три генотипа по гену альбинизма – а в соотношении: 9/16 AA, 6/16 Aa и 1/16 аа. Находится ли данная популяция в состоянии генетического равновесия?

6. Врожденный вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантность составляет 25%. Заболевание встречается с частотой 6: 10000 (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите число гомозиготных особей по рецессивному гену.

7. Найдите процент гетерозиготных особей в популяции:

а) содержащей 5% особей с рецессивным фенотипом;

б) содержащей 5% особей с доминантным фенотипом.

8. См. задача 4 – буряты и англичане. Сравнить.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81181. Оценка эффективности управления творческим потенциалом компании 39.05 KB
  Исходя из этого показатели эффективности системы управления развитием творческого потенциала постоянного состава компании рассматриваются через результат развития творческого потенциала сотрудников; реализацию всех возможных мотивов побуждающих персонал к творческой деятельности; показатели качества организационной структуры...
81183. Психолого-педагогические принципы организации деловой игры 35.65 KB
  Моделирование реальных условий профессиональной деятельности специалиста во всем многообразии служебных социальных и личностных связей является основой методов интерактивного обучения; принцип игрового моделирования содержания и форм профессиональной деятельности. Реализация этого принципа является необходимым условием учебной игры поскольку несет в себе обучающие функции; принцип совместной деятельности. В деловой игре этот принцип требует реализации посредством вовлечения в познавательную деятельность нескольких участников.
81184. Признаки деловой игры 33.44 KB
  Решение принимаемое участниками игры на первом этапе воздействует на модель и изменяет её исходное состояние. Изменение состояния поступает в игровой комплекс и на основе полученной информации участники игры вырабатывают решение на втором этапе игры и т. Распределение ролей между участниками игры.
81185. Структура деловой игры 34.17 KB
  В сочетании со средой внешним окружением имитационной модели имитационная модель формирует проблемное содержание игры. При этом и модель и действующие лица находятся в игровой среде представляющей профессиональный социальный или общественный контекст имитируемой в игре деятельности специалистов. Сама игровая деятельность предстает в виде вариативного воздействия на имитационную модель зависящего от её состояния и осуществляемого в процессе взаимодействия участников регламентируемого правилами.
81186. Естественный и искусственный государственный интерес 35.62 KB
  По субъекту формирования государственный интерес можно подразделить на естественный и искусственный. Субъектом формирующим естественный интерес является общество. Естественный государственный интерес это частные интересы социальных групп и институтов а также иных субъектов политики и общественной жизни которые государство обобщает в свой интерес с их подачи.
81187. Организационные отношения в системе социального управления (координация) 36.05 KB
  Координация это такой вид социального управления при котором осуществляется горизонтальная упорядоченность как на внутригрупповом так и на межгрупповом уровне а стороны части и элементы одной и той же социальной общности или взаимодействие нескольких общностей характеризуются тождественностью равновеликостью. Координация предоставляет участникам управленческого процесса необходимую самостоятельность широкую возможность для выражения и отстаивания собственного интереса при осуществлении общей работы. Лунев указывал что координация...
81188. Организационные отношения в системе социального управления (субординация) 36.81 KB
  Субординацией соподчинением называется вид социального управления при котором осуществляется вертикальное упорядочение а один из элементов какойлибо общности или одна из взаимодействующих общностей играет роль ведущего определяющего начала в деятельности всех остальных. Субординационное управление свойственно главным образом основным формам взаимодействия другой пары всеобщих носителей социальной деятельности социального субъекта и социального объекта. Она упорядочивает по линии соподчинения не просто целостности а системы в...