Генетика популяций - Хедрик Ф.
ISBN 5-94836-007-5
Скачать (прямая ссылка):
D = D + COV(Pl,qi), (Ю.7Ь)
где
D = Y,miDi i=i
- значение среднего неравновесия в популяции, взвешенной по ее вкладу (/и.), по к субпопуляциям, и COV(pr q{) - коварианса между частотами аллелей А и Ву Для появления гаметического неравновесия при смешении к субпопуляций, либо аллельные частоты в локусах должны быть ковариантны, либо субпопуляции должны быть в гаметическом неравновесии. Для двух субпопуляций это выражение имеет вид:
D = mxDx + myDy +тхту{рХх -рхy)(qlx -q[y). (10.7с)
Если нет неравновесия ни в одной субпопуляции (Dx = D = 0,0), то это выражение сокращается до уравнения 10.7а.
Эффект подразделенности популяции приводит к снижению темпа нарушения (падения) неравновесия по сцеплению (D ^ 0, D стремится к нулю асимптотически, поскольку субпопуляции могут иметь разные аллельные частоты). Частота гетерозигот (и двойных гетерозигот) в субпопуляциях меньше, чем в одной большой популяции (эффект Воланда), и это состояние снижает возможность образования рекомбинантных гамет. Как показали Ней и Ли (Nei, Li, 1973) для двух популяций, темп нарушения неравновесия равен 1 - с (пропорция при отсутствии рекомбинаций), или (1 - 2т)2, где т - степень генного потока в другую популяцию. Другими словами, если генный поток между популяциями мал, он может определить темп снижения неравновесия. Например, если два локуса не сцеплены (с = 0,5) и если т < 0,141, то снижение гаметического неравновесия зависит от подразделенности большой популяции на субпопуляции. Бартон и Хьюитт (Barton, Hewitt, 1985) предложили использовать значения неравновесия при исследовании клинальной изменчивости. Наблюдаемые значения неравновесия, возникающие при смешении популяций, были использованы для оценки источника происхождения лососевых рыб (Waples, Smouse, 1990).Для выявления сцепления между локусами в недавно смешанной популяции также предложено использовать значения неравновесия (Chakraborty, Wiess, 1988).
d. Мутации
Сами по себе мутации обусловливают низкие значения гаметического неравновесия. Но мутация вместе с потоком генов и рекомбинацией является источником новых гаметических типов в популяции. Частота новых гамет, продуцируемых в результате мутации, в свою очередь может увеличиться за счет генетического дрейфа или отбора, и эта комбинация факторов может вызвать дальнейшее гаметическое неравновесие.
Допустим, что популяция сегрегирует по двум аллелям, В{ и В2, в локусе В и что она мономорфна по аллелю Ах в локусе А. Если происходит мутация от аллеля Ах к А2, то гаметические частоты равны частотам, представленным в таблице 10.8. Новые мутанты появляются на хромосоме, содержащей либо аллели Bt, либо аллели В2, так что существует два возможных ряда гаметических частот. Поскольку предполагается только один мутантный аллель, исходная аллельная частота равна р2 = 1/(27V), где N -размер популяции. Тогда образованное гаметическое неравновесие, измеренное как D, равно или -qJ{2N), или ql/(2N), в зависимости от того, на какой хромосоме (5, или В2) появилась мутация. Эти исходные значения малы, пока мало значение N. Однако, если гаметическое неравновесие
измерено с учетом величины ГУ, которая дает пропорцию неравновесия, максимально возможного с данными аллельными частотами, тогда гаметическое неравновесие максимально равно либо -1,0, либо 1,0, в зависимости от того, в каком аллеле {В] или В2) появилась мутация. Это высшая стандартизованная ассоциация, которую используют для поиска ассоциаций аллелей заболеваний с маркерными локусами (de la Chapelle, Wright, 1998). Так например, высокое неравновесие в африканских гаплотипах /3-глобина при серповидноклеточной анемии использовали для поиска трех независимых мутаций в аллеле, обусловливающем серповидноклеточную анемию (см. пример 10.5).
ТАБЛИЦА 10.8. Гаметические частоты и гаметическое неравновесие до и после мутации в локусе А (аллель А мутировал в аллель А2)
Гаметические частоты
А,Аг А\Вг а2вх а2В2 D D'
До мутации qt q2 ' ' 0,0 0,0
После мутации
Мутант по аллелю В, „__L_ q, 1 - Чг -1,0
1 2N 2 N 2N
1 - 1 Ч\ 1,0
Мутант по аллелю В2 q{ ~ 2~N 2 N 2N
Пример 10.5. Наиболее частый пример балансирующего отбора у человека, на который ссылаются - это мутация, приводящая к заболеванию серпивидноклеточной анемией в районах эндемичного распространения малярии (Allison, 1964). Однако происхождение и распространение этих мутантов продолжает быть в центре внимания исследователей. Изучение в начале 1980-х основных гаплотипов, содержащих мутацию, обусловливающую серповидноклеточную анемию, показало сильное неравновесие по сцеплению между сайтами рестрикции (Antonarakis et al., 1982; Pagnier et al., 1984). К тому же, как оказалось, три основных гаплотипа «серповидноклеточности» распределены в Африке очень локально, так что 100% так называемого бенинского гаплотипа «серповидноклеточности» сосредоточено в Бенине, 83% гаплотипа CAR - в Центральной Африканской Республике и 81% сенегальского гаплотипа - в Сенегале (Flint et al., 1993). Эти открытия привели к гипотезе, что мутация «серповидноклеточности» возникала в Африке независимо три раза в разных гаплотипах и на разных территориях.
