Məlumat

27.7: Modulyasiya Populyasiyası və Allel Tezlikləri - Biologiya

27.7: Modulyasiya Populyasiyası və Allel Tezlikləri - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Növbəti nəsil sıralamasının ortaya çıxması ilə bir populyasiyada bir çox fərdin genomlarını sıralamaq iqtisadi hala gəlir. Wright-Fisher reproduksiya modeli son 70 ildə bu rolu yerinə yetirmişdir.

Wright-Fisher modeli

HMM-lər kimi, Wright-Fisher də Markov prosesidir: hər addımda sistem təsadüfi olaraq irəliləyir və sistemin indiki vəziyyəti yalnız əvvəlki vəziyyətdən asılıdır. Bu halda dövlət keçidləri çoxalmanı təmsil edir. Xromosomların nəsillərə ötürülməsini modelləşdirməklə biz genetik sürüşməni öyrənə bilərik.

Model bir sıra sadələşdirilmiş fərziyyələr irəli sürür:

1. Əhali sayı, N, hər nəsildə sabitdir.
2. Yalnız eyni nəslin nümayəndələri çoxalır (üst -üstə düşmür).

3. Çoxalma təsadüfi baş verir.
4. Modelləşdirilən gendə yalnız 2 allel var.
5. Genlər neytral seleksiyadan keçir.

Müsbət və ya mənfi olaraq seçilmiş bir genin tezliyindəki dəyişikliyi modelləşdirməyə çalışırsınızsa Wright-Fisher uyğun bir seçim olmadığını unutmayın. Diploid fərdlərin xromosomlarını modelləşdirmək üçün Wright-Fisher-dən istifadə etsək, modelin populyasiya ölçüsü 2N olur.

İngilis dilində Wright-Fisher necə işləyir:

Hər nəsildə, hər uşaq üçün valideynlərdən təsadüfi olaraq seçirik (əvəzlənməsi ilə). Uşağın alleli təsadüfi seçilmiş valideynin alleli olur.

Bu prosesi bir çox nəsillər üçün təkrarlayırıq, uşaqlar yeni valideyn olaraq xidmət edir, xromosomların sıralanmasına məhəl qoymur.

Həqiqətən bu qədər sadədir. Ana nəsildə p tezliyi olduqda uşaq nəslində mövcud olan bir allelin k nüsxəsinin olma ehtimalını müəyyən etmək üçün bu düsturdan istifadə edə bilərik:

[left(egin{massiv}{c}
2 N
k
end{massiv}sağ) p^{k} q^{2 N-k}]

Burada q = (1-p). Bu, ana nəsildə qeyri-p allellərinin tezliyidir.

İndi bu kimi sualları araşdırmağa başlaya bilərik: verilmiş bir alelin sabit olması üçün nə qədər ehtimal var və neçə nəslin alması gözlənilir, yəni allel əhalinin hər bir üzvündə mövcuddur?

Rayt-Fisher tərəfindən irəli sürülən fərziyyələr nəzərə alınmaqla fiksasiya üçün gözlənilən vaxt (nəsillərlə) 4N ilə mütənasibdir.E., burada NE effektiv əhalinin ölçüsüdür.

Yenə də bu modelin məhdudiyyətlərini yadda saxlamaq və onun təmsil etməyə çalışdığınız sistem üçün həqiqətən məna kəsb edib-etmədiyini soruşmaq vacibdir. Təklif olunan modeli -1 (ölümcül mənfi seçim) və 1 (güclü müsbət seçim) arasında dəyişən bir seçim əmsalını nəzərə almaq üçün necə dəyişə biləcəyinizi düşünün.

Coalescent Model

Wright-Fisher modelinin problemi ondan ibarətdir ki, o, ancentral nəslin allel tezliklərini bildiyinizi güman edir. Mövcud növlərin genomları ilə məşğul olduqda, bu miqdarlar bilinmir. Coalescent Model geriyə dönük düşünərək bu problemi həll edir. Yəni indiki nəslin allellərindən başlayırıq və zamanla geriyə doğru işləyirik. Əsas Koalessensiya Modeli Wright-Fisher ilə eyni fərziyyələri irəli sürür. Hər nəsildə biz soruşuruq: əvvəlki nəsildə iki eyni allelin birləşməsi və ya bir valideyni paylaşması ehtimalı nədir.

Əvvəlki nəsildəki t-1 nəsillərindən heç birində yaranma ehtimalının əvvəlki nəsildə baş vermə ehtimalını, əvvəlki (t-ci) ehtimalını dəfələrlə artıra bilərik. nəsil. Bu ifadəyə bərabərdir:

[P_ {c} (t) = sol (1- frac {1} {2 N_ {e}} sağ)^{t-1} sol ( frac {1} {2 N_ {e} }sağ)]

Harada Ne effektiv populyasiya ölçüsüdür.

Bu həndəsi paylamanı eksponent olaraq yaxınlaşdıraraq: (P_ {c} (t) = frac {1} {2 N_ {e}} e^{- left ( frac {t-1} {2 N_ { e}} ight)}), 2N olduğu ortaya çıxan birləşməyə qədər gözlənilən nəsil sayını təyin edə bilərik.e2N standart sapma iləe.

Birləşməsi haqqında soruşmaq çoxsaylı müəyyən bir nəsildən gələn soylar, Wright-Fisher-da olduğu kimi, bir binomial paylama istifadə etməliyik. K nəslinin ilk dəfə t nəslində birləşmə ehtimalı:

[Pleft(T_{k}=tsağ)=left(1-left(egin{massiv}{l})
k
2
son {array} sağ) frac {1} {2 N} sağ)^{t-1} sol ( başla {dizi} {l}
k
2
end {array} sağ) frac {1} {2 N} ]

Yenə də bu, kifayət qədər böyük k üçün eksponensial bir paylanma ilə yaxınlaşdırıla bilər. İki soyun bir araya gəldiyi fərdə deyilir Ən Son Ortaq Atalar. Bütün əcdadlar birləşənə qədər davamlı olaraq geriyə doğru hərəkət etməklə, yeni bir ağac növü ilə nəticələnirik! Birləşmə nəticəsində yaranan ağacı bizim qurduğumuz gen ağacı ilə müqayisə etməklə, ikisi arasındakı uyğunsuzluqlar Birləşən Modelin müəyyən fərziyyələrinin pozulduğunu göstərə bilər. Yəni seçim ola bilər.

Çoxnövlü Birləşən Model

Bu fikri bir addım daha irəli ata bilərik və bir çox növ arasında birləşmə hadisələrini izləyə bilərik. Burada ayrı-ayrı növlərin hər bir genomuna bir nəsil kimi baxılır.

Qeyd edək ki, iki populyasiyanın ayrılması ilə iki gen soyunun ortaq bir əcdada birləşdiyi vaxt arasında bir gecikmə müddəti vardır. N böyüdükcə və qısa budaqlar üçün birləşmə sürətinin necə yavaşladığını da qeyd edin.

Yuxarıdakı şəkildə, dərin birləşmə üç nəsil üçün açıq mavi rəngdə təsvir edilmişdir. Buradakı növlər və gen ağacları uyğun gəlmir, çünki C və D gen ağacında bacılardır, lakin növ ağacı deyil.

Açıq mavi hissəyə çatdıqda Wright- Fisher yaddaşsızdır və yalnız ( frac {1} {3} ) olduğu üçün uyğunsuzluğun baş vermə ehtimalı var ) uyğun olması şansı. Uyğunsuzluğun təsiri deyilir Yarımçıq Nəsil Sıralaması. ILS-in baş vermə tezliyini ölçməklə, biz növ ağacında qeyri-adi böyük populyasiyalar və ya qeyri-adi qısa budaq uzunluqları haqqında məlumat əldə edirik.

Siz əvvəllər əhatə olunduğu kimi nəzərdə tutulan təkrarlanma/itki hadisələrini minimuma endirməkdənsə, ILS hadisələrinin sayını minimuma endirmək anlayışına əsaslanaraq maksimum parsimoniya növləri ağacı qura bilərsiniz. Hətta bu iki üsulu birləşdirərək, ideal olaraq, hər ikisinin ayrı-ayrılıqda olacağından daha dəqiq olan bir filogeniya yaratmaq mümkündür.


00:00 Giriş Ekranı / Öyrənmə Nəticələri

00:18 əvvəlki dərsdə

00:42 Brachydactyly Punnett Meydanı

00:56 - Bəzi əsas şərtləri təkrarlamalıyıq

01:10 Tərif 1. Əhali

01:27 Tərif 2. Fenotip

01:38 Tərif 3. Genotip (Homozigot Dominant, Heteroziqot və Homozigot Resessiv).

02:26 Tərif 4. Gen Hovuzu

02:55 Tərif 5. Allel Tezliyi

03:36 Hardy-Weinberg İmtahan Üslubu Q və A (1).

08:48 Hardy-Weinberg İmtahan Üslubu Q və A (2).

12:04 Hardy-Weinberg İmtahan Stili Q və A (3).

14:38 Hardy-Weinberg İmtahan Stili Q və A (4).

İmtahan spesifikasiyanızı yoxlayın

★ AQA A Level Biology Specification Reference: - 3.7.1 Miras (yalnız A səviyyəsində). Bir diploid orqanizmdə, müəyyən bir lokusdakı allellər ya homozigot, ya da heterozigot ola bilər. Dominant, resesif və allelləri əhatə edən monohibrid və xaç. Şagirdlər monohibrid xaçlarda fenotipik nisbətləri təmsil etmək üçün məlumatdan istifadə edə bilərlər. Şagirdlər mirasla bağlı ehtimalın anlayışını göstərə bilər. 3.7.2 Əhali (yalnız A səviyyəsi). Hardy & ndashWeinberg prinsipi allel tezliklərinin nəsildən nəsilə dəyişməyəcəyini proqnozlaşdıran riyazi bir model təqdim edir. Prinsipin tətbiq olunduğu şərtlər. Populyasiyada allellərin, genotiplərin və fenotiplərin tezliyi Hardy&ndashWeinberg tənliyindən istifadə etməklə hesablana bilər. Şagirdlər bir populyasiyada müşahidə olunan fenotiplərin tezliyi haqqında məlumat toplaya bilərdilər. Şagirdlər Hardy&ndashWeinberg tənliyindən istifadə edərək müvafiq məlumatlardan allel, genotip və fenotip tezliklərini hesablaya bildilər.

★ CIE A Level Biology Specification Reference: - 17.2 Təbii və süni: d) Populyasiyalarda allel, genotip və fenotip tezliklərini hesablamaq və bu prinsipin seçim tətbiq etmədiyi halları izah etmək üçün Hardy & ndashWeinberg prinsipindən istifadə edin.

★ Edexcel A Səviyyə Biologiya (Biologiya A & ndash Salters -Nuffield) Texniki İstinad: - Mövzu 2: Genlər və Sağlamlıq. 2.13 i) Terminlərin mənasını bilin: gen, allel, genotip, fenotip, resessiv, dominant, homozigot və heterozigot. ii) Monohibrid irsiyyətin təfsiri də daxil olmaqla, miras nümunələrini anlayın. Mövzu 4: Biomüxtəliflik və Təbii Sərvətlər: 4.5 i) Hardy-Weinberg tənliyinin zamanla populyasiyada allel tezliyində bir dəyişikliyin baş verib-vermədiyini görmək üçün necə istifadə oluna biləcəyini anlayın.

★ Edexcel A Səviyyə Biologiya (Biologiya B) Spesifikasiya Arayışı: - 8.2 Genetik məlumatın ötürülməsi: &lsquogenotip və fenotip&rsquo,&rsquohomozigot və heterozigot&rsquo, &lsquodominance&rsquo, &lsquoresessiv&rsquo terminlərini anlayın. Genetik xaçlar qurmağı bacarın. 8.3 Gen hovuzları - Hardy -Weinberg tənliyinin populyasiyada allel tezliklərində baş verən dəyişiklikləri izləmək üçün necə istifadə oluna biləcəyini anlayın.

★ OCR A Səviyyə Biologiya (Biologiya A) Texniki İstinad: - 6.1.2 Vərəsəlik nümunələri. (f) populyasiyalarda allel tezliklərini hesablamaq üçün Hardy&ndashWeinberg prinsipindən istifadə. Hardy & ndashWeinberg prinsipinin tənlikləri qiymətləndirmələrdə lazım olduqda təmin ediləcək və xatırlanmağa ehtiyac yoxdur.

★ OCR A Səviyyə Biologiya (Biologiya B) Spesifikasiya İstinad: - 5.1.2 Əhali genetikası və epigenetikası. (c) populyasiyalarda allel tezliklərindəki dəyişiklikləri təhlil etmək üçün Hardi-Vaynberq tənliklərinin istifadəsi. Hardy-Weinberg prinsipi üçün tənliklər qiymətləndirmələrdə lazım olduqda təmin ediləcək və xatırlanmağa ehtiyac yoxdur.

★ WJEC A Səviyyə Biologiya Spesifikasiyası Referans: - Həyatın Davamlılığı: 6. Variasiya və təkamül. (g) Hardi-Vaynberq prinsipi və tənliyindən istifadə. (h) Hardi-Vaynberq prinsipinin tətbiq olunduğu şərtlər.