Variation génomique et génomique des populations
La variation génomique et la génomique des populations constituent l'étude de la manière dont les séquences d'ADN diffèrent entre les individus et comment ces différences sont distribuées, façonnées et structurées au sein des populations. Elle relie le catalogue des variants génétiques trouvés dans un génome aux forces évolutives — mutation, recombinaison, dérive, sélection et migration — qui génèrent et remodèlent cette variation au fil du temps.
Definition
La variation génomique et la génomique des populations constituent la branche de la génomique qui s'intéresse au catalogue, à la fréquence et à la distribution au sein des populations des différences de séquences d'ADN, interprétées à travers les forces de la génétique des populations qui les produisent et les maintiennent.
Scope
Ce domaine oriente le lecteur vers les idées fondamentales qui relient la variation génétique individuelle aux schémas au niveau de la population : comment les variants sont décrits et classifiés, comment leurs fréquences sont résumées, comment les populations humaines diffèrent et sont structurées, comment la contrainte évolutive marque les sites fonctionnellement importants, et comment l'ascendance et l'admixture sont inférées. Il s'agit d'un aperçu de référence et éducatif d'un domaine méthodologique et biologique, et non d'une source de conseils cliniques.
Sub-topics
Core questions
- Quels types de variants de séquence existent dans un génome, et comment sont-ils classifiés ?
- Comment les fréquences des variants sont-elles résumées au sein d'une population ?
- Comment la variation génétique est-elle structurée parmi les populations humaines ?
- Comment la contrainte évolutive marque-t-elle les parties fonctionnellement importantes du génome ?
- Comment l'ascendance et le mélange de populations peuvent-ils être inférés à partir de données de génotype ?
Key concepts
- Variants mononucléotidiques et structuraux
- Fréquence allélique et génotypique
- Diversité nucléotidique
- Dérive génétique et taille efficace de la population
- Structure et stratification des populations
- Contrainte évolutive et conservation
- Ascendance et admixture
Key theories
- Théorie neutre de l'évolution moléculaire
- Une grande partie de la variation moléculaire existante est sélectivement neutre ou presque, sa fréquence étant principalement régie par la mutation et la dérive génétique plutôt que par la sélection positive ; cela fournit le modèle nul contre lequel les signaux de sélection sont testés.
Mechanisms
La variation génétique apparaît par mutation et est remaniée par recombinaison ; sa fréquence au sein d'une population change ensuite par dérive génétique, sélection naturelle et flux génique entre les populations. Le séquençage du génome entier et de l'exome permet de cataloguer directement cette variation, et des panels de référence de populations tels que le Projet 1000 Génomes décrivent sa distribution mondiale. Ces mêmes données soutiennent l'inférence de l'histoire démographique, de la structure des populations et de l'action de la sélection, car chaque force laisse des empreintes caractéristiques sur le modèle et la fréquence des variants.
Clinical relevance
La connaissance de la variation humaine normale et de sa distribution au sein des populations sous-tend l'interprétation des découvertes génomiques en médecine — par exemple, les données de référence sur la fréquence des allèles aident à distinguer les variants bénins courants des variants rares candidats à une maladie, et la conscience de la structure des populations est nécessaire pour interpréter correctement les études d'association génétique. Ce domaine décrit comment une telle variation est caractérisée et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.
Evidence & guidelines
Le fondement empirique du domaine réside dans de vastes ressources de référence de populations, illustrées par la référence mondiale du Projet 1000 Génomes pour la variation génétique humaine et par les analyses démographiques du partage d'allèles rares entre les populations. Les revues méthodologiques sur l'appel de variants et de génotypes à partir de données de séquençage, ainsi que les textes classiques de génétique des populations, définissent la manière dont ces ressources sont construites et interprétées.
History
La génétique des populations a été fondée au début du XXe siècle sur les travaux théoriques de Fisher, Haldane et Wright, et a été remodelée au milieu du siècle par les débats sur la théorie moléculaire et la théorie neutre. L'avènement du séquençage d'ADN à grande échelle a transformé le domaine en une discipline riche en données, à l'échelle du génome, avec des projets de référence internationaux cataloguant la variation à travers de nombreuses populations et permettant l'étude directe de la diversité génétique humaine.
Key figures
- Motoo Kimura
- Masatoshi Nei
- Richard Lewontin
- Daniel Hartl
- Andrew Clark
Related topics
Seminal works
- 1000g-2015
- gravel-2011
- hartl-clark-2007
Frequently asked questions
- En quoi la génomique des populations diffère-t-elle de la génétique classique des populations ?
- La génétique classique des populations élabore des théories sur la manière dont les fréquences alléliques changent sous l'effet de la mutation, de la dérive, de la sélection et de la migration ; la génomique des populations applique cette théorie aux données de séquençage à l'échelle du génome, caractérisant la variation sur l'ensemble du génome et de nombreuses populations simultanément.
- Pourquoi le catalogage de la variation normale est-il important pour la médecine ?
- Les catalogues de référence de la variation humaine courante fournissent la base de référence à partir de laquelle un variant candidat à une maladie est évalué : un variant courant dans les populations saines est peu susceptible de causer un trouble grave et rare, les données de fréquence de population sont donc essentielles à l'interprétation des variants.
Methods for this concept
Related concepts
- Génétique des populations et fréquences alléliques
- Génétique des populations moléculaire
- Diversité nucléotidique et classification des variants
- Spectre de fréquence allélique et spectre de fréquence des sites
- Stratification de la population et diversité génétique humaine
- Mutation, Sélection et Dérive Génétique