Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Генетика популяций
|
|
Популяция является формой существования любого вида. Популяция - это совокупность особей одного вида, достаточно длительное время существующая на одной территории, внутри которой осуществляется панмиксия и которая отделена от других таких же совокупностей той или иной степенью изоляции.
Совокупность генотипов всех особей, составляющих данную популяцию, носит название генофонд.
Существует ли закономерность в распределении генов и генотипов внутри генофонда? Да. Она была сформулирована в 1908 году одновременно двумя учеными: английским математиком Харди и немецким врачом Вайнбергом и получила название закона Харди-Вайнберга. Этот закон полностью справедлив только для идеальных популяций, т.е. популяций, отвечающих следующим требованиям:
1) бесконечно большая численность;
2) внутри популяции осуществляется панмиксия (свободное скрещивание);
3) отсутствуют мутации по данному гену;
4) отсутствует приток и отток генов;
5) отсутствует отбор по анализируемому признаку (признак нейтральный!).
Природные популяции в большинстве своем приближаются к идеальным, поэтому данный закон находит применение.
Закон Харди-Вайнберга имеет математическое и словесное выражения, причем в двух формулировках:
I. Частоты встречаемости генов одной аллельной пары в популяции остаются постоянными из поколения в поколение.
p + q = 1,
где p – частота встречаемости доминантного аллеля (А), q – частота встречаемости рецессивного аллеля (a).
II. Частоты встречаемости генотипов в одной аллельной паре в популяции остаются постоянными из поколения в поколение, а их распределение соответствует коэффициентам разложения бинома Ньютона 2-й степени.
p2 + 2pq +q2 = 1
Эту формулу следует выводить с помощью генетических рассуждений.
Допустим, что в генофонде популяции доминантный аллель А встречается с частотой р, а рецессивный аллель а с частотой q. Тогда в этой же популяции женские и мужские гаметы будут нести аллель А с частотой р, а аллель а с частотой q. При свободном скрещивании (панмиксии) происходит случайное слияние гамет и образуются самые разные их сочетания:
| pА | qa |
| pA | р2AA | pqAa |
| qa | pqAa | q2aa |
Запишем полученные генотипы в одну строку:
p2AA + 2pqAa + q2aa = 1.
Теперь докажем на конкретном примере, что частоты встречаемости генов одной аллельной пары из поколения в поколение не меняются. Допустим, что в некой популяции в данном поколении pA = 0, 8, qa = 0, 2. Тогда в следующем поколениибудет:
| 0, 8А | 0, 2a |
| 0, 8A | 0, 64AA | 0, 16Aa |
| 0, 2a | 0, 16Aa | 0, 04aa |
0, 64 АА + 0, 32 Аа + 0, 04 аа = 1.
При этом частота встречаемости аллельных геновв гаметах остается без изменений:
А = 0, 64+0, 16 = 0, 8; а = 0, 04+0, 16 = 0, 2.
Закон Харди-Вайнберга применим и для множественных аллелей.
Так, для трех аллельных генов формулы будут следующие:
(I) p + q + r = 1,
(II) p2 + 2pq + 2pr + 2 qr + q2 + r2 = 1.
Практическое значение закона Харди-Вайнберга состоит в том, что он позволяет рассчитать генетический состав популяции в данный момент и выявить тенденцию его изменения в будущем.
Применение этого закона на практике показало, что популяции отличаются друг от друга по частоте встречаемости генов. Так, по генам группы крови в системе АВ0 различия между русскими и англичанами были следующие:
| IA | IB | I0 | |
| Русские | 0, 25 | 0, 19 | 0, 56 |
| Англичане | 0, 25 | 0, 05 | 0, 70 |