एलील आवृत्ति स्पेक्ट्रम और साइट आवृत्ति स्पेक्ट्रम

एलील (या साइट) आवृत्ति स्पेक्ट्रम एक नमूने में भिन्नता आवृत्तियों का वितरण है: यह गणना करता है कि कितने परिवर्तनीय साइटों में एक एलील एक प्रति में, दो प्रतियों में, और इसी तरह नमूने के माध्यम से मौजूद है। क्योंकि जनसांख्यिकीय इतिहास और प्राकृतिक चयन प्रत्येक इस वितरण पर एक विशिष्ट छाप छोड़ते हैं, स्पेक्ट्रम जनसंख्या आनुवंशिक डेटा के सबसे जानकारीपूर्ण सारांशों में से एक है।

Definition

साइट आवृत्ति स्पेक्ट्रम एक नमूने में सभी परिवर्तनीय साइटों में व्युत्पन्न (या मामूली) एलील की संख्या का वितरण है; समान रूप से यह सारणीबद्ध करता है कि नमूने में कितनी साइटों में प्रत्येक संभावित एलील आवृत्ति है।

Scope

यह प्रविष्टि फोल्डेड और अनफोल्डेड आवृत्ति स्पेक्ट्रम की परिभाषा, तटस्थ मॉडल के तहत इसकी अपेक्षा, और जनसांख्यिकीय और चयन अनुमान के लिए एक लक्ष्य के रूप में इसके उपयोग को कवर करती है। यह एक कार्यप्रणाली विषय है और किसी विशिष्ट भिन्नता आवृत्ति की नैदानिक ​​व्याख्या प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• अनुक्रमों के एक नमूने के लिए आवृत्ति स्पेक्ट्रम को कैसे परिभाषित किया जाता है?
• एक तटस्थ, स्थिर आकार की जनसंख्या के तहत स्पेक्ट्रम कैसा दिखता है?
• जनसंख्या वृद्धि, बॉटलनेक और चयन स्पेक्ट्रम को कैसे विकृत करते हैं?
• जनसांख्यिकीय मॉडल को फिट करने के लिए स्पेक्ट्रम का उपयोग कैसे किया जाता है?

Key concepts

• फोल्डेड बनाम अनफोल्डेड स्पेक्ट्रम
• व्युत्पन्न और पैतृक एलील
• दुर्लभ वेरिएंट की अधिकता
• ताजिमा का डी
• जनसांख्यिकीय अनुमान
• दुर्लभ भिन्नता पर जनसंख्या वृद्धि का प्रभाव

Key theories

आवृत्ति स्पेक्ट्रम की कोलेसेंट अपेक्षा

मानक तटस्थ कोलेसेंट के तहत व्युत्पन्न एलील के साथ साइटों की अपेक्षित संख्या i बार मौजूद होने पर 1/i के समानुपाती होती है, जिससे दुर्लभ वेरिएंट की एक विशिष्ट अधिकता होती है; इस अपेक्षा से विचलन, ताजिमा के डी जैसे आंकड़ों द्वारा संक्षेपित, जनसांख्यिकीय परिवर्तन या चयन का पता लगाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

Mechanisms

प्रत्येक पृथक्करण साइट स्पेक्ट्रम में अपनी नमूना एलील संख्या का योगदान करती है। तटस्थ कोलेसेंट के तहत अपेक्षित स्पेक्ट्रम दुर्लभ वेरिएंट की ओर भारी रूप से भारित होता है, और जनसांख्यिकीय घटनाएं इसे अनुमानित रूप से नया आकार देती हैं: हाल की जनसंख्या वृद्धि बहुत दुर्लभ वेरिएंट की संख्या को बढ़ाती है, जबकि बॉटलनेक उन्हें कम करते हैं। चयन भी स्पेक्ट्रम को स्थानीय रूप से स्थानांतरित करता है। अनुमान विधियाँ जनसांख्यिकीय या चयन मॉडल को प्रेक्षित स्पेक्ट्रम को उसकी अपेक्षा से मिलान करके फिट करती हैं, और बड़े नमूनों के गहरे अनुक्रमण ने हाल की, तीव्र मानव जनसंख्या वृद्धि के अनुरूप दुर्लभ कोडिंग वेरिएंट की प्रचुरता दिखाई है।

Clinical relevance

आवृत्ति स्पेक्ट्रम नैदानिक ​​जीनोमिक्स में वेरिएंट को फ़िल्टर करते समय उपयोग किए जाने वाले एलील-आवृत्ति थ्रेशोल्ड को रेखांकित करता है, क्योंकि संदर्भ आबादी में एक वेरिएंट की दुर्लभता इसके संभावित महत्व को कैसे मापा जाता है, इसका एक हिस्सा है। यह प्रविष्टि आवृत्तियों के जनसंख्या-स्तर के वितरण की व्याख्या करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

स्पेक्ट्रम की तटस्थ अपेक्षा कोलेसेंट सिद्धांत और ताजिमा के परीक्षण सांख्यिकी से मिलती है, जबकि मानव एक्सोम के अनुभवजन्य अध्ययन और जनसांख्यिकीय-अनुमान ढांचे दिखाते हैं कि प्रेक्षित स्पेक्ट्रम का उपयोग जनसंख्या इतिहास के पुनर्निर्माण और दुर्लभ-भिन्नता बोझ को चिह्नित करने के लिए कैसे किया जाता है।

History

आवृत्ति स्पेक्ट्रम प्रसार और कोलेसेंट सिद्धांत से बहुरूपता डेटा के एक संक्षिप्त सारांश के रूप में उभरा। जीनोम- और एक्सोम-स्केल अनुक्रमण के साथ यह एक व्यावहारिक अनुमान लक्ष्य बन गया, और 2010 के दशक की शुरुआत में बड़े मानव नमूनों के विश्लेषण ने हाल की विस्फोटक वृद्धि और दुर्लभ वेरिएंट के परिणामस्वरूप अतिरिक्त को प्रदर्शित करने के लिए स्पेक्ट्रम का उपयोग किया।

Key figures

• Fumio Tajima
• Simon Gravel
• Laurent Excoffier
• Carlos Bustamante

Seminal works

• tajima-1989
• gravel-2011
• tennessen-2012

Frequently asked questions

फोल्डेड और अनफोल्डेड स्पेक्ट्रम में क्या अंतर है?

अनफोल्डेड स्पेक्ट्रम व्युत्पन्न एलील को पैतृक एलील से अलग करता है, जिसके लिए यह जानने की आवश्यकता होती है कि कौन सा एलील पैतृक है; फोल्डेड स्पेक्ट्रम, जिसका उपयोग तब किया जाता है जब पैतृक स्थिति अज्ञात होती है, इसके बजाय मामूली एलील संख्या को गिनता है।

आवृत्ति स्पेक्ट्रम इतने सारे दुर्लभ वेरिएंट क्यों दिखाता है?

एक साधारण तटस्थ मॉडल के तहत भी दुर्लभ वेरिएंट के प्रबल होने की उम्मीद है, और हाल की मानव जनसंख्या वृद्धि ने इसे और बढ़ा दिया है, जिससे बड़े नमूनों में बहुत दुर्लभ वेरिएंट की एक बड़ी अधिकता पैदा हुई है।