Genetická odchylka - Genetic variance - Wikipedia

Ronald Fisher v roce 1913

Genetická odchylka je koncept nastíněný Angličtina biolog a statistik Ronald Fisher v jeho základní věta o přirozeném výběru kterou nastínil ve své knize z roku 1930 Genetická teorie přirozeného výběru který předpokládá, že rychlost změny biologická zdatnost lze vypočítat podle genetické odchylky samotné kondice.[1] Fisher se pokusil dát statistický vzorec o tom, jak změna kondice v a populace lze připsat změnám v alela frekvence. Fisher ve svém vzorci ohledně fitness parametrů nevytvořil žádné omezující předpoklady, volby partnera nebo počet alely a loci zapojen.[2]

Definice

Fenotypová odchylka obvykle kombinuje odchylku genotypu s odchylkou prostředí. Genetická rozptyl má tři hlavní složky: aditivní genetickou rozptyl, rozptyl dominance a epistatický rozptyl.[3]

Aditivní genetická odchylka zahrnuje dědičnost určité alely od vašeho rodiče a nezávislý účinek této alely na konkrétní fenotyp, který způsobí odchylku fenotypu od průměrného fenotypu. Genetická odchylka dominance se vztahuje k odchylce fenotypu způsobené interakcemi mezi alternativními alelami, které kontrolují jeden znak na jednom konkrétním místě. Epistatická variance zahrnuje interakci mezi různými alelami v různých lokusech.[4]

Genetická variabilita a dědičnost

Dědičnost odkazuje na to, jak velká část fenotypové odchylky je způsobena odchylkou v genetických faktorech. Obvykle poté, co známe celkové množství genetické odchylky, která je zodpovědná za znak, můžeme vypočítat dědičnost znaku. Dědičnost lze použít jako důležitý prediktor k vyhodnocení, zda populace může reagovat na umělý nebo přirozený výběr.[5]

Dědičnost širokého smyslu, H2 = VG/PROTIP, Zahrnuje podíl fenotypových variací v důsledku účinků aditivní, dominantní a epistatické variance. Dědičnost v úzkém smyslu, h2 = VA/PROTIP, označuje podíl fenotypové variace, která je způsobena aditivními genetickými hodnotami (V.A).[6]

Kvantitativní vzorec

Fenotypová odchylka (VP) v populaci je ovlivněna genetickou odchylkou (VG) a zdroje životního prostředí (VE)

PROTIP = VG + VE[7][8]

Celkové množství genetické variance lze rozdělit do několika skupin, včetně aditivní variance (V.A), rozptyl dominance (VD) a epistatický rozptyl (VJá).

PROTIG = VA + VD + VJá[9]

Metoda měření

1. Tradičně pomocí rodokmen údaje u lidí, rostlin a hospodářských zvířat k odhadu aditivní genetické variance.

2. Použití polymorfismů s jedním nukleotidem (SNP ) regresní metoda pro kvantifikaci příspěvku aditivní, dominantní a otiskové odchylky k celkové genetické odchylce[10]

3. Matice genetické variance – kovariance (G) pohodlně shrnují genetické vztahy mezi sadou znaků a jsou ústředním parametrem při určování vícerozměrné odpovědi na výběr.[11]

Příklady výzkumu

1. Distribuce genetické variance napříč fenotypovým prostorem a reakce na selekci.[12]

Pochopte, jak empirické spektrální rozdělení G předpovídá reakci na výběr napříč fenotypovým prostorem. Zejména kombinace vlastností, které tvoří téměř nulový genetický podprostor s malou genetickou variabilitou, reagují na výběr pouze nekonzistentně. Stanovili rámec pro pochopení toho, jak se může empirické spektrální rozdělení G lišit od náhodných očekávání, která byla vyvinuta na základě teorie náhodných matic (RMT). Používání datové sady obsahující velké množství znaků genové exprese.

2. Srovnávací odhady genetické variance mezi různými modely vztahů.[13]

V tomto výzkumu vědci používají různé modely vztahů k porovnání odhadů složek genetické variance a dědičnosti. Různé modely však mohou poskytnout různé odhady genetických odchylek. Zjistili, že očekávané genetické odchylky se obvykle rovnají odhadovaným časům odchylek statistikám Dk a pro nejtypičtější modely vztahů je Dk blízko 1, což znamená, že většinu z těchto modelů lze použít k odhadu genetické odchylky.

3. Odhad aditiv, dominance a otisk genetické variance pomocí genomických dat[14]

Vývoj mapování jednonukleotidových polymorfismů (SNP) pomáhá prozkoumat genetickou variabilitu komplexních znaků v jednotlivých lokusech. Vědci mohou kvantifikovat příspěvek aditivní, dominantní a otiskové odchylky k celkové genetické odchylce pomocí regresní metody SNP.

Reference

  1. ^ Crow, JF (2002). „Perspektiva: Zde je Fisher, aditivní genetická variance a základní věta o přirozeném výběru“. Vývoj. 56 (7): 1313–6. doi:10.1554 / 0014-3820 (2002) 056 [1313: phstfa] 2.0.co; 2. PMID  12206233.
  2. ^ Fisherova základní věta o přirozeném výběru, kterou přehodnotila Sabin Lessard
  3. ^ MONNAHAN, PJ; KELLY, JK. Epistáza je hlavním determinantem aditivní genetické variance u Mimulus guttatus. Genetika PLoS. 11, 5, 1-21, květen 2015. ISSN  1553-7390
  4. ^ Byers, D. (2008) Složky fenotypové variance. Přírodní výchova 1 (1): 161
  5. ^ Byers, D. (2008) Složky fenotypové variance. Přírodní výchova 1 (1)
  6. ^ Hill, W. G. a kol. Data a teorie poukazují na hlavně aditivní genetickou rozptyl pro složité vlastnosti. Genetika PLoS 4, e1000008 (2008)
  7. ^ Falconer, D. S., & Mackay, T. C. F. Úvod do kvantitativní genetiky (London, Longman, 1996)
  8. ^ Lynch, M., & Walsh, B. Genetika a analýza kvantitativních znaků (Sunderland, MA, Sinauer Associates, 1998)
  9. ^ Byers, D. (2008) Složky fenotypové variance. Přírodní výchova 1 (1): 161
  10. ^ Blows, M. W .; McGuigan, K. (2015). "Distribuce genetické variance ve fenotypovém prostoru a reakce na selekci". Molekulární ekologie. 24 (9): 2056–2072. doi:10.1111 / mec.13023. PMID  25438617.
  11. ^ Lande, R (1979). „Kvantitativní genetická analýza vícerozměrné evoluce aplikovaná na alometrii velikosti mozku a těla“. Vývoj. 33 (1): 402–416. doi:10.2307/2407630. JSTOR  2407630. PMID  28568194.
  12. ^ FUKY, MW; MCGUIGAN, K. Distribuce genetické variance ve fenotypovém prostoru a reakce na selekci. Molekulární ekologie. 9, 2056, 2015. ISSN  0962-1083
  13. ^ Legarra, Andres (2016). „Srovnání odhadů genetické odchylky mezi různými modely vztahů“. Teoretická populační biologie. 107: 26–30. doi:10.1016 / j.tpb.2015.08.005. PMID  26341159.
  14. ^ Lopes, Marcos S. a kol. „Odhad aditiv, dominance a otisk genetické odchylky pomocí genomických dat.“ G3: Geny | Genomy | Genetika5.12 (2015): 2629-2637.

externí odkazy