Частота аллелей - Allele frequency

Частота аллелей, или же частота гена, - относительная частота аллель (вариант ген ) на конкретном локус в численность населения, выраженный в виде дроби или процента.[1] В частности, это доля всех хромосом в популяции, несущих этот аллель. Микроэволюция представляет собой изменение частот аллелей, происходящее с течением времени в популяции.

Учитывая следующее:

  1. Конкретный локус на хромосоме и данный аллель в этом месте
  2. Население N лица с плоидность п, то есть человек несет п копии каждой хромосомы в их соматические клетки (например, две хромосомы в клетках диплоид разновидность)
  3. Аллель существует в я хромосомы в популяции

тогда частота аллеля - это доля всех вхождений я этого аллеля и общего количества копий хромосом в популяции, я/(nN).

Частота аллеля отличается от частота генотипа, хотя они связаны, и частоты аллелей можно рассчитать по частотам генотипов.[1]

В популяционная генетика частоты аллелей используются для описания степени вариации в конкретном локусе или в нескольких локусах. При рассмотрении ансамбля частот аллелей для многих различных локусов их распределение называется частотный спектр аллеля.

Расчет частот аллелей по частотам генотипов

Фактические расчеты частоты зависят от плоидность вида по аутосомным генам.

Моноплоиды

Частота (п) аллеля А - доля количества копий (я) из А аллель и популяция или размер выборки (N), так

Диплоиды

Если , , и - частоты трех генотипов в локусе с двумя аллелями, тогда частота п из А-аллеле и частота q из B-аллели в популяции получают путем подсчета аллелей.[2]

Потому что п и q являются частотами двух единственных аллелей, присутствующих в этом локусе, они должны быть в сумме равными 1. Чтобы проверить это:

и

Если существует более двух разных аллельных форм, частота для каждого аллеля - это просто частота его гомозиготы плюс половина суммы частот для всех гетерозигот, в которых он встречается.

(Для 3 аллелей см. Аллель § Частоты аллелей и генотипов )

Частоту аллелей всегда можно рассчитать из частота генотипа, тогда как обратное требует, чтобы Условия Харди – Вайнберга. случайного спаривания.

Пример

Рассмотрим локус, несущий два аллеля, А и B. В диплоидной популяции есть три возможных генотипа, два гомозиготный генотипы (AA и BB), и один гетерозиготный генотип (AB). Если мы выберем 10 особей из популяции, и мы будем наблюдать частоты генотипов

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

тогда есть наблюдаемые копии А аллель и из B аллель из 20 полных копий хромосомы. Частота п из А аллель п = 15/20 = 0,75, а частота q из B аллель q = 5/20 = 0.25.

Динамика

Популяционная генетика описывает генетический состав популяции, включая частоты аллелей, и то, как частоты аллелей, как ожидается, будут меняться с течением времени. В Закон Харди – Вайнберга описывает ожидаемое равновесие частоты генотипов в диплоидной популяции после случайного спаривания. Само по себе случайное спаривание не изменяет частоты аллелей, и равновесие Харди – Вайнберга предполагает бесконечный размер популяции и избирательно нейтральный локус.[1]

В естественных популяциях естественный отбор (приспособление механизм), поток генов, и мутация комбинируются, чтобы изменять частоты аллелей от поколения к поколению. Генетический дрейф вызывает изменения в частоте аллелей от случайной выборки из-за дисперсии числа потомков в конечном размере популяции, при этом небольшие популяции испытывают большие колебания частоты от поколения к поколению, чем большие популяции. Также существует теория, что существует второй механизм адаптации - конструкция ниши[3] В соответствии с расширенный эволюционный синтез адаптация происходит за счет естественного отбора, индукции окружающей среды, негенетической наследования, обучения и культурной передачи.[4] Аллель в определенном локусе также может оказывать некоторый эффект приспособленности для человека, несущего этот аллель, на который действует естественный отбор. Полезные аллели имеют тенденцию к увеличению частоты, а вредные аллели имеют тенденцию к снижению. Даже когда аллель избирательно нейтрален, отбор, действующий на близлежащие гены, также может изменить частоту его аллеля через автостоп или же выбор фона.

В то время как гетерозиготность в данном локусе уменьшается со временем по мере того, как аллели фиксируются или теряются в популяции, изменчивость в популяции сохраняется за счет новых мутаций и потока генов из-за миграции между популяциями. Подробнее см. популяционная генетика.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Гиллеспи, Джон Х. (2004). Популяционная генетика: краткое руководство (2-е изд.). Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN  978-0801880087.
  2. ^ «Популяционная и эволюционная генетика». ndsu.edu.
  3. ^ Scott-Phillips, T. C .; Laland, K. N .; Шукер, Д. М .; Dickins, T. E .; Вест, С. А. (2014). "Перспектива строительства ниши: критическая оценка". Эволюция. 68 (5): 1231–1243. Дои:10.1111 / evo.12332. ЧВК  4261998. PMID  24325256.
  4. ^ Laland, K. N .; Uller, T .; Feldman, M. W .; Стерельный, К .; Мюллер, Г. Б .; Moczek, A .; Яблонька, Э .; Одлинг-Сми, Дж. (Август 2015 г.). «Расширенный эволюционный синтез: его структура, предположения и прогнозы». Proc Biol Sci. 282 (1813): 20151019. Дои:10.1098 / rspb.2015.1019. ЧВК  4632619. PMID  26246559.

внешняя ссылка

Cheung, KH; Osier MV; Кидд-младший; Pakstis AJ; Miller PL; Кидд К.К. (2000). «ALFRED: база данных частот аллелей для различных популяций и полиморфизмов ДНК». Исследования нуклеиновых кислот. 28 (1): 361–3. Дои:10.1093 / nar / 28.1.361. ЧВК  102486. PMID  10592274.

Миддлтон, Д; Menchaca L; Rood H; Комеровский Р (2002). «Новая база данных частот аллелей: www.allelefrequencies.net». Тканевые антигены. 61 (5): 403–7. Дои:10.1034 / j.1399-0039.2003.00062.x. PMID  12753660.