ELEMENTY GENETYKI POPULACYJNEJ

1. Dobór naturalny

R - współczynnik reprodukcji netto. Liczba potomków (B) przypadających na jednego osobnika, którzy to potomkowie dożywają do kolejnej reprodukcji. (S)

S - prawdopodobieństwo przeżycia, B - liczba potomków

R = B x S

DOSTOSOWANIE

- bezwzględne (W) mierzy się np. tempem wzrostu liczebności danego genotypu (czyli jest to równa R)

- w analizie doboru znaczenie ma dostosowanie względne (w), mierzone w stosunku do genotypu o najwyższym dostosowaniu

AA Aa aa

R 1.5 1.0 0.5

W =R/ R_MAX

(dostos.wzgledne)

s = 1- w

(wsp. doboru)

2. Model doboru: locus z dwoma allelami A i a o częstościach p i q

genotyp AA Aa aa

częstość p² 2pq q²

dostosowanie (względne) W_AA W_Aa W_aa

zmiany w wyniku doboru

dostosowanie średnie populacji

• częstość allelu a w następnym pokoleniu:

• interesują nas zmiany częstości alleli z pokolenia na pokolenie, częstość allelu po doborze wynosi

Szybkość zmiany częstości allelu zależy od wariancji częstości alleli i różnic w dostosowaniu między genotypami

3. Mutacje, presja mutacyjna

u= częstość mutacji/locus/pokolenie

q₁ = q + (1-q) u

Δ q = (1-q)u

Przykład 1.

q = 0 (brak a);

p = (1-q) = 1

Populacja N = 10⁸

mutacja A - a

μ - (częstość mutacji/locus/pokolenie)

μ ~ 10^-6

tylko allele A = 2N = 2 x 10⁸

Δq = μ

Zmiana A w a w każdym pokoleniu=

2Nμ = = 2x108 x 10-6 = 200 alleli A zmieni się w a

Przykład 2.

obecny również allel a: q = 0,3

(p = 0,7)

Liczba alleli A = 2N (1-q) = 2 x 10⁸ x 0,7

Tempo mutacji u = 10 ^-6

a w każdym pokoleniu 2 x 10 ⁸ x 0,7 x 10 ^-6 = 140 A będzie a

4. Migracje

q₁ = frekwencja allelu po migracji

q₀ = frekwencja allelu przed migracją

m = tempo migracji

q_d = frekwencja allelu w populacji oryginalnej imigrantów

ZADANIA

1. Osobniki o genotypie DD dają średnio 10 potomków, Dd 8, a dd 4. (załóż prawdopodobieństwo przeżycia S = 1). Podaj wartości dostosowania i współczynniki doboru dla poszczególnych genotypów.

2. U pewnego gatunku owadów, których samice dają raz w życiu 20 osobników potomnych (w proporcji samice: samce = 0,5) występują dwa fenotypy: osobniki ciemne z genotypów AA i Aa oraz jasne homozygoty recesywne aa. Do czasu reprodukcji przeżywa tylko 10% osobników ciemnych i 3% osobników jasnych. A) Oblicz współczynnik reprodukcji netto, dostosowanie, oraz współczynnik doboru dla każdego z trzech genotypów. B) Oblicz średnie dostosowanie przy założeniu, ze częstość allelu recesywnego wynosi 70% a następnie oblicz zmianę w częstości tego allelu w wyniku doboru.

3. W populacji składającej się z miliona osobników, częstość allelu a wynosi 10%, zaś mutacja allelu A w allel a przebiega z częstością 10^-4 na allel na pokolenie. Określ liczbę alleli A, które zmieniły się w allel a w jednym pokoleniu.

4. Częstość mutacji A w a (u) wynosi 10^-4 zaś a w A (v) 10^-5. Oblicz zmianę częstości allelu a w jednym pokoleniu jeśli częstość początkowa tego allelu wynosi 5%?

5. W populacji składającej się z 1000 osobników częstość pewnego genu wynosiła 80%. Ile wyniesie częstość tego genu, jeśli populację opuści 400 osobników, a na ich miejsce wejdzie 400 osobników, u których częstość tego genu wynosi 10%?

6. Dla powyższego przykładu oblicz częstość rozpatrywanego allelu po imigracji 400 osobników, ale bez emigracji z populacji 400 osobników tubylczych.

7. W populacji liczącej 10000 osobników częstość allelu D wynosiła 0,5. pewnego razu 30% osobników odeszło w poszukiwaniu lepszego jutra. Na ich miejsce przybyła taka sama liczba osobników z sąsiedniej populacji, w której częstość D wynosiła 10%. A) Wylicz nowa częstość allelu D w rozpatrywanej populacji.

O7_Genetyka dla BG. Genetyka populacyjna cz.II;