GENETYKA
POPULACYJNA
" POPULACJA  zbiór osobników tego samego
gatunku zamieszkujących dany obszar,
mogących się swobodnie kojarzyć między sobą
i mieć płodne potomstwo. Każdy z osobników
posiada unikatową kombinację genów i alleli,
lecz razem jako populacja dzielą wspólną pulę
genową (zbiór genów należących do
wszystkich osobników)
" GENETYKA POPULACYJNA  zajmuje się
badaniem puli genów w populacji oraz siłami,
które utrzymują lub zmieniają częstość
poszczególnych alleli i genotypów w populacji.
1997
Maximum 6 5
Godfray Harold Hardy ( 1877-1947), amerykański
matematyk,
w roku 1908, niezależnie, opublikowali
podstawowe prawo genetyki populacyjnej
Wilhelm Weinberg (1862-1937),
niemiecki lekarz
" HARDY i WEINBERG wykazali, że częstość
poszczególnych genotypów w populacji
rozmnażającego się płciowo, diploidalnego
gatunku osiąga równowagę po jednym
pokoleniu losowego kojarzenia i pozostaje
stała o ile populacja charakteryzuje się:
 dużą liczebnością
 możliwością losowego kojarzenia się
(panmiksja) i zapłodnienia
 brakiem zróżnicowania doboru naturalnego
 brakiem migracji
Prawo to, określając liczbowe zależności między
częstością genów a częstością genotypów w
populacji, przedstawia stan dynamicznej równowagi
w tzw. populacji idealnej.
(p+q)2=p2+2pq+q2=1
" PRAWO HARDY EGO - WEINBERGA
(p+q)2=p2+2pq+q2=1
" p-częstość allelu dominującego
" q-częstość allelu recesywnego
" p2-częstość homozygot dominujących
" q2-częstość homozygot recesywnych
" 2pq- częstość heterozygot
Na naturalną populację wpływa szereg czynników
powodujących zmiany częstości występowania
poszczególnych alleli:
1) MUTACJE
2) SELEKCJA
3) NIELOSOWE KOJARZENIE
4) MIGRACJE
5) DRYF GENETYCZNY
" MUTACJE  z
ródło wszystkich nowych alleli i
genów. Mutacje czyli wszelkie zmiany
materiału genetycznego, są zdarzeniami
przypadkowymi i spontanicznymi. Z reguły są
szkodliwe dla osobnika u którego wystąpiły,
jednak niektóre z nich mogą stać się
pożyteczne i umożliwiać przeżycie w
zmienionych warunkach środowiska.
" SELEKCJA (dobór naturalny)  główna siła,
która zmienia częstość alleli w dużych
populacjach. W wyniku selekcji następuje
eliminacja niekorzystnych genotypów.
Selekcja nie oddziałuje bezpośrednio na
genotyp organizmu, lecz działa na fenotyp,
który wyraża współdziałanie wszystkich alleli.
Dobór naturalny obejmuje trzy główne
procesy:
 Selekcję stabilizującą
 Selekcję kierunkową
 Selekcję rozdzielającą
stabilizująca kierunkowa rozrywająca
Liczba
noworodków
Umieralność
noworodków
Włochacz nabrzozek
jako przykład
selekcji kierunkowej
* Tolerancja trawy z
gatunku Agrostis
stolonifera na miedz
.
B&
@&
Samice motyla Papilio Dardanus
naśladują gatunki
motyli niejadalnych.
 SELEKCJA PREFERUJACA HETEROZYGOTY
POMI
DZY MUTACJ
A SELEKCJ
ISTNIEJE
RÓWNOWAGA
SELEKCJA
MUTACJA
" MIGRACJA  przechodzenie osobników (tym
samym alleli) z jednej populacji do innej o
odmiennej częstości określonych genów. Wraz z
przemieszczaniem się osobników zwiększa się
zmienność genetyczna w obrębie populacji, do
której osobniki te imigrują, może również nastąpić
zmniejszenie zmienności w populacji, z której
emigrują (jeśli są nosicielami rzadkiego allelu).
Przykładem tego typu wątpliwości są dwie odmiany małych muszek,
zamieszkujących pustynie południowego zachodu Stanów
Zjednoczonych i żywiących się głównie gnijącymi kaktusami. Są to
Drosophila arizonae oraz Drosophila mojavensis. Entomolodzy
zajmujący się tymi muszkami raz po raz otrzymywali równie
przekonujące dowody bądz
na to, że D. arizonae i D. mojavensis
stanowi odrębne gatunki, bądz
, że są rasami w ramach jednego
gatunku. Problemem tym zajęły sie ostatnio Therese Markow i Laura
Reed, uczone z University of Arizona. Przeprowadziły one serię
eksperymentów na różnych populacjach muszek. Wynika z nich, że
krzyżowane w warunkach laboratoryjnych (w naturze nie gustują w
sobie nawzajem) muszki arizońskie i mohaweńskie wydają płodne
potomstwo, gdy matka pochodzi z D. mojavensis, a ojciec z D.
arizonae, jednak w przeciwnym wypadku potomstwo okazuje się
bezpłodne. Co więcej, i od tej reguły są wyjątki: otóż np. wśród
muszek zamieszkujących kalifornijską wyspę Catalina, krzyżowe
potomstwo jest zawsze niepłodne, nawet, gdy pochodzi z samicy D.
mojavensis, i samca D. arizonae.
" DRYF GENETYCZNY  losowa zmiana
częstości genów obserwowana w małych,
izolowanych populacjach. Działanie dryfu może
doprowadzić do utrwalenia jednego z alleli i
wykluczenia innego, niezależnie od ich
wartości adaptacyjnej. Przykładem dryfu
genetycznego jest tzw. efekt wąskiej szyjki
od butelki.
Zasadę Hardy ego - Weinberga można wykorzystać
do określenia częstości alellu i genotypu kiedy
nie można rozróżnić homozygoty dominującej od
heterozygoty (co często obserwuje się w
chorobach recesywnych)
W 1932 r. przypadkowo zauważono, że niektóre
osoby odczuwają gorzki smak fenylotiomocznika,
gdy inne nie czują takiego smaku. Cecha ta
dziedziczy się zgodnie z prawami Mendla. Genem
determinującym wrażliwość na fenylotiomocznik
jest gen dominujący T.
WRAŻLIWOŚĆ NA FENYLOTIOMOCZNIK
AUTOCHTONI AUSTRALIJSCY  27%
CHIC
CZYCY  93%
ANGLICY  75%
ESKIMOSI  59%
INDIANIE PN. AMERYKAC
SCY  97%
JAPOC
CZYCY  91%
Wrażliwość na fenylotiomocznik (PTC) jest uwarunkowana allelem dominującym T