Frekvence alely - Allele frequency

Frekvence alelynebo genová frekvence, je relativní frekvence alela (varianta a gen ) konkrétně místo v populace, vyjádřeno jako zlomek nebo procento.[1] Konkrétně se jedná o zlomek všech chromozomů v populaci, které tuto alelu nesou. Mikroevoluce je změna frekvencí alel, ke kterým v průběhu populace dochází v průběhu času.

Vzhledem k následujícímu:

  1. Konkrétní místo na chromozomu a dané alela v tom místě
  2. Populace N jednotlivci s ploidie n, tj. jednotlivec nese n kopie každého chromozomu v jejich somatické buňky (např. dva chromozomy v buňkách diploidní druh)
  3. Alela existuje v i chromozomy v populaci

pak je alelová frekvence zlomkem všech výskytů i této alely a celkový počet kopií chromozomů v celé populaci, i/(nN).

Frekvence alely je odlišná od frekvence genotypů, i když spolu souvisejí, a frekvence alel lze vypočítat z frekvencí genotypů.[1]

v populační genetika, frekvence alel se používají k popisu množství variací v určitém místě nebo na více místech. Když vezmeme v úvahu soubor frekvencí alel pro mnoho odlišných lokusů, jejich rozdělení se nazývá alelové frekvenční spektrum.

Výpočet frekvencí alel z frekvencí genotypů

Skutečné výpočty frekvence závisí na ploidie druhu pro autozomální geny.

Monoploidy

Frekvence (p) alely A je zlomek počtu kopií (i) z A alela a populace nebo velikost vzorku (N), tak

Diploidy

Li , , a jsou frekvence tří genotypů v místě se dvěma alelami, pak frekvence p z A-alela a frekvence q z B-alela v populaci se získá počítáním alel.[2]

Protože p a q jsou frekvence pouze dvou alel přítomných na tomto místě, musí se sečíst na 1. Chcete-li to zkontrolovat:

a

Pokud existují více než dvě různé alelické formy, frekvence pro každou alelu je jednoduše frekvence její homozygoty plus polovina součtu frekvencí pro všechny heterozygoty, ve kterých se objevuje.

(Pro 3 alely viz Alela § Frekvence alel a genotypů )

Frekvenci alely lze vždy vypočítat z frekvence genotypů, zatímco naopak vyžaduje, aby Hardy – Weinbergovy podmínky náhodného páření.

Příklad

Vezměme si místo, které nese dvě alely, A a B. V diploidní populaci existují tři možné genotypy, dva homozygotní genotypy (AA a BB) a jeden heterozygotní genotyp (AB). Pokud vybereme 10 jedinců z populace a budeme sledovat frekvence genotypu

  1. frekvence (AA) = 6
  2. frekvence (AB) = 3
  3. frekvence (BB) = 1

pak existují pozorované kopie A alela a z B alela, z celkových 20 kopií chromozomů. Frekvence p z A alela je p = 15/20 = 0,75 a frekvence q z B alela je q = 5/20 = 0.25.

Dynamika

Populační genetika popisuje genetické složení populace, včetně frekvencí alel a předpokládané změny frekvencí alel v průběhu času. The Hardy – Weinbergův zákon popisuje očekávanou rovnováhu frekvence genotypu v diploidní populaci po náhodném páření. Samotné náhodné páření nemění frekvence alel a Hardy-Weinbergova rovnováha předpokládá nekonečnou velikost populace a selektivně neutrální místo.[1]

V přirozených populacích přírodní výběr (přizpůsobování mechanismus), tok genů, a mutace kombinujte a měňte frekvence alel napříč generacemi. Genetický drift způsobuje změny ve frekvenci alel z náhodného vzorkování v důsledku rozptylu počtu potomků v konečné velikosti populace, přičemž malé populace zažívají větší kolísání frekvence na generaci než velké populace. Existuje také teorie, že existuje druhý adaptační mechanismus - konstrukce výklenku[3] Podle rozšířená evoluční syntéza k adaptaci dochází v důsledku přirozeného výběru, indukce prostředí, genetického dědictví, učení a kulturního přenosu.[4] Alela v určitém místě může také propůjčit určitý fitness efekt jednotlivci nesoucímu tuto alelu, na který působí přirozený výběr. Výhodné alely mají tendenci zvyšovat frekvenci, zatímco škodlivé alely mají tendenci snižovat frekvenci. I když je alela selektivně neutrální, selekce působící na blízké geny může také změnit její frekvenci alely stopování nebo výběr pozadí.

Zatímco heterozygotnost v daném místě klesá s postupem času, jak se alely v populaci fixují nebo ztrácejí, v populaci se udržuje variace prostřednictvím nových mutací a toku genů v důsledku migrace mezi populacemi. Podrobnosti viz populační genetika.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Gillespie, John H. (2004). Populační genetika: stručný průvodce (2. vyd.). Baltimore, Md .: The Johns Hopkins University Press. ISBN  978-0801880087.
  2. ^ „Populace a evoluční genetika“. ndsu.edu.
  3. ^ Scott-Phillips, T. C .; Laland, K. N .; Shuker, D. M .; Dickins, T. E.; West, S.A. (2014). „Perspektiva specializované konstrukce: kritické hodnocení“. Vývoj. 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. (srpen 2015). „Rozšířená evoluční syntéza: její struktura, předpoklady a předpovědi“. Proc Biol Sci. 282 (1813): 20151019. doi:10.1098 / rspb.2015.1019. PMC  4632619. PMID  26246559.

externí odkazy

Cheung, KH; Osier MV; Kidd JR; Pakstis AJ; Miller PL; Kidd KK (2000). „ALFRED: databáze alelových frekvencí pro různé populace a polymorfismy DNA“. Výzkum nukleových kyselin. 28 (1): 361–3. doi:10.1093 / nar / 28.1.361. PMC  102486. PMID  10592274.

Middleton, D; Menchaca L; Rood H; Komerofsky R (2002). Msgstr "Nová databáze frekvencí alel: www.allelefrequencies.net". Tkáňové antigeny. 61 (5): 403–7. doi:10.1034 / j.1399-0039.2003.00062.x. PMID  12753660.