Генетика популяций - Хедрик Ф.
ISBN 5-94836-007-5
Скачать (прямая ссылка):
IV. Генетический фон и генетический хичхайкинг
Ассоциация с аллелями других генов, где действует отбор, или так называемый генетический хичхайкинг может иметь большое значение (Kojima, Schaffer, 1967; Maynard Smith, Haigh, 1974). Дело в том, что нейтральный аллель, статистически ассоциированный с аллелем в другом локусе, на который действует отбор, может передаваться потомкам или «зацепляясь» (hitchhike) из-за селективного преимущества ассоциированного аллеля (если эта ассоциация поддерживается в течение периода времени сцеплением), или посредством системы скрещивания и некоторыми другими факторами (Thomson, 1997; Hedrick, 1980а). Это особенно верно для тесно сцепленных локусов или нуклеотидных сайтов внутри локусов (Kaplan et al., 1989). Однако величина эффекта хичхайкинга зависит не только от степени сцепления (или степени самооплодотворения), но также от типа и значения исходного гаметического неравновесия. Характерно, если нет исходного га-метического неравновесия между локусом под действием отбора и нейтральным локусом, тогда может не быть и хичхайкинга. Считается, что выметание отбором (selective sweeps), при котором частота аллелей, имеющих селективное преимущество возрастает и они передаются со своими вариантами в тесно сцепленных локусах - это важный фактор, влияющий на хромосомную изменчивость (см. ниже).
Сложности, возникающие из-за множества локусов, можно объяснить несколькими причинами. Например, преимущество гетерозигот по определенному локусу может быть результатом ассоциации аллелей в сцепленном локусе с аллелями в наблюдаемом (или маркерном) локусе. Непредсказуемые изменения аллельных частот могут быть результатом отбора, действующего на аллели в ассоциированном локусе, а не в наблюдаемом локусе. В общем, трудно оценить отбор в данном локусе, независимо от влияния ассоциированных аллелей в других локусах. Но рассмотрение этого эффекта генетического фона особенно важно, когда селективные различия между генотипами в изучаемом локусе относительно малы, что наблюдается для большинства молекулярных вариантов.
Наиболее прямой способ проиллюстрировать значение ассоциации с аллелями в других локусах - это предположить, что аллели в изучаемом локусе, скажем локусе А, нейтральны по отношению друг к другу. Допустим, что аллели в локусе А ассоциированы с аллелями в другом локусе
В, и отбор благоприятствует аллелю 5,. Общий ряд приспособленностей без доминантности приведен в таблице 10.12. Исследуем два типа ассоциации - полное притяжение, при котором имеются только гаметы А]В[ и А2В2, и полное отталкивание, при котором есть только гаметы Л1В2 и А2В{. В обоих случаях в популяции возможны только три типа генотипов: например, при полном отталкивании: А{В2/АХВ2, АХВ2/А2ВХ и А2ВХ1А2ВХ. Генотипы и приспособленности в этих двух случаях даны вверху таблицы 10.12. Если предположить, что притяжение полное, то из-за ассоциации с селективным локусом В дифференцирующий отбор благоприятствует аллелю Ах. С другой стороны, если отталкивание полное, тогда окажется, что отбор благоприятствует аллелю А2. Таким образом, в зависимости от типа ассоциации с локусом В может оказаться, что для нейтрального локуса А отбор благоприятствует либо аллелю Ах, либо аллелю Л,. Томсон (Thomson, 1977) дает более глубокую оценку такого кажущегося отбора (или псевдоотбора).
Для определения влияния генетического фона на оценки приспособленности полезно рассмотреть две альтернативных возможности, при которых генетический фон либо случаен, либо постоянен по отношению к генотипам в рассматриваемом (маркерном) локусе. Если генетический фон случаен по отношению к аллелям маркерного локуса, то ассоциации между фоновыми аллелями и аллелями в маркерном локусе были бы не важны. Если генетический фон постоянен, то результаты отбора ассоциированных аллелей были бы одинаковы для всех генотипов в маркерном локусе. Поэтому полезнее измерять компоненты приспособленности или исследовать генетические изменения на усредненном или рандомизированном фоне. Если ряд независимых аллелей каждого типа выделен из разных источников, то эффекта ассоциации с фоновыми аллелями не будет. Тогда ожидаемая степень ассоциации в первом поколении (когда п независимых гаплотипов или хромосом получены от родительской популяции, в которой нет ассоциации) представляет собой функцию \Цп - 1), (Ohta, Kimura, 1970).
Кроме изменения аллельных частот отбор, действующий в других ассоциированных локусах, может привести к преимуществу гетерозигот и к последующему полиморфному равновесию. Этим объясняются ассоциации, которые иногда наблюдаются между гетерозиготностью и приспособленностью (David, 1988). Ота (Ohta, 1971) показал, что гаметическое неравновесие во вредных локусах и в нейтральном маркерном локусе
(так называемое ассоциативное сверхдоминирование) могут привести к видимому гетерозиготному преимуществу в маркерных локусах. Предположим, что локус А - это нейтральный маркерный локус и что существует неравновесие между благоприятным (-) и диким (+) аллелем в двух других локусах так, что в популяции имеются две хромосомы А +-иА -+. Предполагая, что гомозиготы -/- имеют селективный вред s, при полном доминировании аллеля дикого типа, приспособленности трех генотипов, А: + - /А + -, А + - /А2- + и А2- + /А - + равны 1 - s, 1 и 1 - s, соответственно. Хотя это приводит к появлению гетерозиготного преимущества в маркерном локусе А, оно возникло из-за ассоциированных вредных аллелей. Для оценки значения внутреннего гетерозиготного преимущества по сравнению с ассоциацией гетерозиготность-приспособленность (ассоциативное сверхдоминирование и идентичное неравновесие) Саволай-нен и Хедрик (Savolainen, Hedrick, 1995) изучили популяции сосны, в которых практически нет ни генетического дрейфа, ни инбридинга (см. пример 10.7).
