POPULAČNÍ GENETIKA 6 faktory narušující rovnováhu populací

1. POPULAČNÍ GENETIKA 6faktory narušující rovnováhu populací Prof. Ing. Václav Řehout, CSc. (magisterské studijní obory ZF JU)

2. Faktory narušující genetickou rovnováhu Náhodné genetický tlak Soustavné mutace – migrace selekce • lze predikovat jejich směr a intenzitu lze predikovat pouze intenzitu ne směr význam v malých populacích Výsledek jejich působení ∆p, ∆q – změna genových četností v generaci následující proti předchozí

3. Mutace(používaná symbolika) p0 ; q0 - frekvence v parentální gen. p1 , q1 - frekvence v F1 generaci pt , qt - požadovaná frekvence t - počet generací u - rychlost přímé mutace v - rychlost zpětné mutace ln - logaritmus naturalis (e)

4. Mutace Varianta b uA av p1 = p0 – up0 + vq0 ∆ p1 = up0 + vq0 Varianta a A a u p1 = p0 – up0 ∆ p1 = up0 1 p0 u pt ^ 1 p0 – p u pt – p t = . ln t = . ln ^ ^ v u + v p = při u = v nenarušení H.W. rovnováhy

5. Migrace (používaná symbolika) m - relativní počet migrantů pm - frekvence v migrující populaci qm - frekvence v migrující populaci pn - frekvence v n-té generaci qn - frekvence v n-té generaci nebo (qt, pt)

6. Migrace Populace 2 Populace 1 imigrace emigrace I počet migrantů N velikost populace

7. Migrace(imigrace) p1 = m(pm – p0) + p0 ∆ p = m(pm – p0) ∆ p = p1 – p0 1 (p0 -pm) m (pt -pm) t = . ln I N m = relat. počet včleněných zvířat I = počet včleněných zvířat N = velikost populace

8. Selekce • Intenzita selekce – selekční koeficient = „s“ • Fitness (způsobilost – koeficient fitness = „w“ • s i w relativně nebo v % w = 1 – s s = 1 – w s = 0 w = 1 s = 1 w = 0

9. Zaměření selekce u kval. znaků AA Aa aa • selekce neexistuje 1 1 1 • proti reces. homoz. 1 1 1-s • proti nositelům reces alely 1 1-s 1-s • proti domin. homozyg. 1-s 1 1 • proti nosit. dom. alely 1-s 1-s 1 • proti homozygotům 1-s 1 1-s • proti heterozygotům 1 1-s 1

10. Selekce p0 1 - s . q2 p1 = n = t = počet generací ∆p = p1 – p0 q0 1 + n q0 q0 1 + 1 q0 qn = q1 = 1 q0 1 qn t = –

11. Příklad výpočtu Vstupní data: Selekce proti „aa“ intenzita selekce s=1 p0 = 0,8 q0 = 0,2 s = 1 t = 2 nebo t = 10

12. Příklad výpočtu p0 1 – q02 0,8 1 – 0,04 = = 0,83 p1 = ∆p = p1 – p0= 0,83 – 0,80 = 0,03 q0 1 + t . q0 0,2 1 + 2 . 0,2 = 0,14 = qt = 0,2 1 + 10 . 0,2 t = 2 t = 10 = 0,06 = qt = 0,01 1 q0 1 qt 1 0,2 1 0,01 t = – = – = 95

13. Genetický drift • Význam v malých populacích • Význam z evolučního hlediska • Vede k náhodnému zvýšení nebo snížení frekvence genů nebo genotypů • Faktor přizpůsobování populací měnícím se podmínkám prostředí

14. Genetický drift • Příčina evoluce • Náhodný posun (změny alelových četností v libovolném směru) • Kumulace těchto změn • Možnost dosažení krajních hodnot do p nebo q = 1 • Dojde k eliminaci nebo fixaci alely v populaci • Zastavení genetického driftu do doby vzniku nové mutace

15. Genetický tlak a) relativní b) absolutní p0 . q0 2N P0 . Q0 2N σa = σq = + σA = + σq = ∆q, tj. změna q za 1 generaci +∆q ! Příklad: p0 = 0,5 q0 = 0,5 N= 25 0,5 . 0,5 2 . 25 σq = + = 0,07 ∆ q = + 0,07 q1 = q1+∆ q tj. 0,43 až 0,57