Современная генетика. Том 3 - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
двух полов). При одновременном рассмотрении двух локусов это утверждение
уже неверно (см. дополнение 25.1). Однако неравновесность по сцеплению с
каждым поколением случайного скрещивания уменьшается, если только не
существует какого-либо процесса, препятствующего достижению равновесности
по сцеплению. Постоянная неравновесность по сцеплению может быть
результатом естественного отбора, если одни комбинации аллелей в гаметах
обеспечивают более высокую приспособленность, чем другие. Предположим,
например, что две комбинации аллелей в состоянии "притяжения" дают как в
гомозиготном, так и в гетерозиготном сочетании жизнеспособные зиготы, а
две комбинации аллелей в состоянии "отталкивания" детальны даже в
гетерозиготном сочетании. Результатом будет полная неравновесность по
сцеплению, даже если оба локуса несцепленны. Однако столь крайние
ситуации вряд ли встречаются в природе. Приближение к равновесности по
сцеплению обеспечивается процессом рекомбинации, поэтому чем менее
сцеплены два локуса, тем более интенсивным должен быть естественный
отбор, необходимый для поддержания неравновесности по сцеплению.
Соответственно в природных популяциях неравновесность по сцеплению чаще
всего наблюдается между тесно сцепленными локусами.
Интересный пример неравновесности по сцеплению был обнаружен в работе
Кана и соавторов по кластеру (группе) генов (S-глобина в популяциях
человека (рис. 25.11). Несколько сотен клонов, полученных от разных
людей, анализировали с помощью рестрикционных эндонуклеаз. Длина каждого
клона оказалась равной приблизительно 50 т.п.н; в состав каждого из них
входило по пять функциональных генов и одному псевдогену. Обнаружены и
межгенные (фланкирующие) участки. Выявлено 12 полиморфных сайтов: семь во
фланкирующих последовательностях, три в интронах, один в псевдогене (ф01)
и один-в кодирующем участке (мутация талассемии). Девять сайтов
полиморфны во всех человеческих популяциях, причем каждый вариант
представлен с частотой не ниже 5%; остальные три сайта полиморфны лишь в
популяциях негров. Относительно шести полиморфных сайтов известно, что
различия затрагивают одну пару нуклеотидов; вероятно, также обстоит дело
и в отношении остальных шести полиморфных сайтов.
Поскольку каждый из 12 сайтов может быть представлен одной из двух форм,
то всего возможно 212 - 4096 различных вариантов гаплоти-пов
(нуклеотидных последовательностей); правда, если альтернативные
25. Инбридинг, коадаптация и дифференциация
183
Дополнение 25.1. Случайное скрещивание __________________при различии по
двум локусам
В гл. 23 было показано, что равновесные частоты генотипов в любом
аутосомном локусе достигаются за одно поколение случайного скрещивания.
Однако, когда одновременно рассматриваются два локуса, это уже не так.
Если частота рекомбинации между двумя локусами равна с, то значение
неравновесности по сцеплению d убывает на величину cd в каждом поколении
случайного скрещивания (при отсутствии отбора). Таким образом, если в
исходном поколении неравновесность по сцеплению равна d0, то в следующем
поколении
dl = (1 - c)d0.
0,25
При наличии двух несцепленных локусов с = 0,5 и значение неравновесности
по сцеплению в каждом поколении случайного скрещивания уменьшается вдвое.
Когда с < 0,5, приближение к равновесию происходит медленнее. Например,
если частота рекомбинаций равна 0,1, значение d в каждом последующем
поколении будет составлять 90% его значения в предыдущем поколении.
Процесс приближения к состоянию равновесия при случайном скрещивании и
различных значениях с графически изображен на рис. 25.10.
01 2345 67 8 9 10 И 12
Поколения
Рис. 25.10. Уменьшение неравновесности по сцеплению (d) в ряду поколений
для различных уровней сцепления (частота рекомбинаций с-от 0,05 до 0,50).
Значение d после t поколений случайного скрещивания задается формулой d,
= (\-c),d0.
формы сайтов встречаются не одинаково часто, то и теоретически ожидаемые
частоты различных вариантов гаплотипа должны быть различны. Если принять
во внимание, что повсеместно полиморфными являются девять сайтов, то
число возможных гаплотипов составляет 29 = 512. В действительности
большинство теоретически возможных гаплотипов никогда не встречалось.
Широко распространены лишь девять гаплотипов, причем частота каждого из
них много больше, чем того следовало ожидать, исходя из предположения о
случайных комбинациях различных вариантов сайтов. Дело обстоит следующим
образом. Последовательность в целом можно рассматривать как состоящую из
двух частей: 5', включающей гены е, су, лу и ф|31 с их фланкирующими
после-
184
Эволюция генетического материала
-пи-
Gy Ay ф01 5 в
ЧПЧП ?---------Ш-{1Ш~
з'
tt
типы последовательности З'-участка обозначены буквами А, В и С. Сочетание
различных "цифр" и "букв" случайно: между двумя участками
последовательности расположена "горячая точка" рекомбинаций. (По Н.Н.
Kazazian et. al. In: Evolution of Genes and Proteins, ed. by M. Nei and
