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

33 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

16740. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СКВАЖИННОГО ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ 486 KB
  Возросшая в последние годы потребность в золоте, как в валютном, так и в техническом металле, одновременно с истощением его запасов, способствовала началу более интенсивного развития технологии скважинного подземного выщелачивания драгоценных металлов
16741. Опыт кучного цианирования окисленной руды Урусайской площади 85 KB
  УДК 622.7.017:533.411.068.5 Опыт кучного цианирования окисленной руды Урусайской площадиАкчурина Р.Х. ведущий инженер ИМР; Ходжиметова Н.С. инженер ИМР; Попов Е.Л. зав. ОТПМС ИМР канд. техн. наук; Ахмедов Х. зав. лабораторией обогащения ИМР Кучное выщелачивание КВ как высокорент...
16742. Перспективы вовлечения в переработку отходов горно-перерабатывающего производства на базе золоторудных месторождений 123 KB
  Перспективы вовлечения в переработку отходов горноперерабатывающего производства на базе золоторудных месторождений УДК 622 c Шеметов П.А. Сытенков В.
16743. ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА МЕТОДОМ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В ХОЛОДНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ РЕГИОНАХ РОССИИ 132.5 KB
  ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА МЕТОДОМ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В ХОЛОДНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ РЕГИОНАХ РОССИИ Дементьев В.Е. к.т.н. Татаринов А.П. Гудков С.С. Григорьев С.Г Рязанова И.И. Необходимость вовлечения в переработку нетрадиционного сырья бедные и забалансов
16744. ПОЛИМЕРНЫЕ ГИДРОГЕЛИ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РАСТВОРОВ 83 KB
  ПОЛИМЕРНЫЕ ГИДРОГЕЛИ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РАСТВОРОВ Оспанова Г.Ш. Казахский национальный технический университет На основании укрупненолабораторных исследований при извлечении золота из цианидных и бесцианидных растворов рекомендуется новый сорбент. Приводя...
16745. Практическое применение паспортизации руд для управления технологическим процессом сорбционного выщелачивания золота 75.5 KB
  Практическое применение паспортизации руд для управления технологическим процессом сорбционного выщелачивания золота Л. А. Кустова Г. А. Коротовских 2000 г. УДК 622.7:08. Основной задачей паспортизации руд является составление прогнозной и оперативной характеристики ру...
16746. ПРИМЕНЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА В ПРОЦЕССАХ ДЕСОРБЦИИ ЗОЛОТА ИЗ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ 86.5 KB
  ПРИМЕНЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА В ПРОЦЕССАХ ДЕСОРБЦИИ ЗОЛОТА ИЗ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ Ёлшин В.В. ГОУ ВПО Иркутский государственный технический университет Овсюков А.Е. ГОУ ВПО Иркутский государственный технический университет Колодин А.А. ГОУ ВПО Иркутский государств
16747. Разработка биотехнологии переработки коллективного сульфидного медно-молибденового концентрата 104 KB
  Разработка биотехнологии переработки коллективного сульфидного медномолибденового концентрата УДК 622 c Сагдиева М.Г. Борминский С.И. Мавжудова А.М. Айропетова Ж.С. Халматов М.М. 2009 г. Сагдиева М.Г. ведущий научный сотрудни
16748. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ АММИАЧНО-ЦИАНИДНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБОРОТНЫХ РАСТВОРОВ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДИСТЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД С ВЫВЕДЕНИЕМ АММИАКА В ВИДЕ ВОДОНЕРАСТВОРИМОГО СОЕДИНЕНИЯ 25 KB
  РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ АММИАЧНОЦИАНИДНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБОРОТНЫХ РАСТВОРОВ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДИСТЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД С ВЫВЕДЕНИЕМ АММИАКА В ВИДЕ ВОДОНЕРАСТВОРИМОГО СОЕДИНЕНИЯ Войлошников Г.И. ОАО Иргиредмет Петров В.Ф. ОАО