Генетика популяции

Эволюционная изменчивость признаков и свойств организма, определена генотипическими свойствами популяции. В учении об эволюции – важное значение отводится генетике популяции. Один из основоположников генетики популяции, является С.С. Четвериков (Россия). Популяция как губка впитывает все новые и новые мутации и эта новая мутация является изменчивой основой.

Та генетическая информация, которой обладает популяция определяет эволюционными процессами в будущем. Одним из правил генетики популяции, является правило частоты встречаемости генов. Допустим, что какой-то ген представлен 2-мя аллелями.

A - P - доминантный

a - q - рецесивный

Тогда сумма P + q = 1

Зная частоту встречаемости одного аллеля, можно определить частоту встречаемости других: P = 1 - q

Можно определить частоту встречаемости генотипа.

Английский ученый Харди и немецкий ученый Войнберг вывели закон:

Частота встречаемости генов равновесной популяции -

(P + q)² или P²+2Pq+q²=1 или AA+2Aa+aa

(P + q + r)² P²+2Pq+2Pr+2qr+q²+r²=1

В бесконечно большой популяции при отсутствии мутирования, при отсутствии естественного отбора, концентрация аллелей генов остается постоянной.

Для идеальной популяции, чтобы применить к реальной популяции, необходимо ряд поправок:

1. Согласно закону, часть популяций должна быть бесконечно большой. В реальности популяция имеет конечную величину. Необходимо учитывать ошибку выборки.

2. Согласно закону, мутации не происходят. В реальности мутации всегда возникают, также учитывается давление отбора.

3. Закон говорит, что не должен действовать естественный отбор. В реальности, в популяции всегда преимущество получают те или иные генотипы; либо гетерозиготные особи, либо гомозиготные особи.

Учитывая эти поправки, можно использовать данный закон для анализа генетического состава популяции. Те факторы, которые выводят из состояния равновесия популяцию, можно определить соотношение гомо- и гетерозигот.

Например, допустим, на каком-то участке Земли 10 000 всходов кукурузы, из них 9 991 растений имеют зеленую окраску, а 9 - белую или желтую окраску. Белая окраска - это результат того, что ген, вызывающий хлорофильную окраску, перешел в гомозиготное состояние.

Желтая окраска - рецессивный ген. Зеленая окраска - доминантный ген.

Если выразить в процентном соотношении, то: особи с зеленой окраской (доминантный ген) будет составлять 99,91% - доминантные гомозиготы и гетерозиготы (АА и Аа).

Желтые- рецессивная гомозигота. 0,09 % (аа), т.к. рецессивный ген полностью проявляется в генотипе.

Можно определить частоту гена, которая определяет желтую окраску, 9 из 10 000.

Рецессивные гомозиготы q² = aa = 0,0009

q = a = Ö0,0009 = 0,03

Можно определить частоту доминантного гена:

1 - 0,003 = 0,97

Р² = АА = 0,97² = 0,9409 = 94, 09% - это зеленые растения, доминантные гомозиготы.

Можно определить, какое количество доминантных гетерозигот:

2Рq = 2Aa = 2 * 0,97 * 0,03 = 0,0582 = 5,82% - это зеленые доминантные гетерозиготы.

q² = aa = 0,03² = 0,0009 = 0,09% - это желтые рецессивные гомозиготы.

В итоге 100%

Данный расчет для одной пары аллели (доминантной и рецессивной) и для аутосомных генов, но не для генов, сцепленных с полом!!!

Биологический смысл закона, что он показывает, что если нек факторов, которые выводят популяцию из состояния равновесия, то это состояние может сохраниться длительное время. Если действуют факторы, то равновесное состояние нарушается и в дальнейшем популяция вновь стремится к поддержанию равновесного состояния. Благодаря смене состояний, происходит преобразование генетического состава популяции, т.е. эволюционные изменения.

Дата добавления: 2014-01-07