जनसंख्या आनुवंशिकी (विकासवादी)

जनसंख्या आनुवंशिकी इस बात का मात्रात्मक अध्ययन है कि किसी जनसंख्या के भीतर और विभिन्न जनसंख्याओं के बीच एलील और जीनोटाइप आवृत्तियाँ कैसे बदलती हैं, जो विकासवादी जीव विज्ञान का गणितीय आधार प्रदान करती है।

Definition

जनसंख्या आनुवंशिकी जनसंख्याओं की आनुवंशिक संरचना और समय के साथ इसे बदलने वाली शक्तियों का अध्ययन करती है। यह विकास को एलील और जीनोटाइप आवृत्तियों में परिवर्तन के रूप में मानती है और औपचारिक मॉडल प्रदान करती है जो भविष्यवाणी करते हैं कि चयन, बहाव, उत्परिवर्तन, जीन प्रवाह और पुनर्संयोजन कैसे परस्पर क्रिया करते हैं।

Scope

यह क्षेत्र उस सिद्धांत को शामिल करता है जो आनुवंशिकी को विकास से जोड़ता है: हार्डी-वीनबर्ग आधार रेखा, एलील आवृत्तियों पर चयन, बहाव, उत्परिवर्तन और प्रवासन की संयुक्त क्रिया, निरंतर लक्षणों की मात्रात्मक आनुवंशिकी, जनसंख्या के भीतर आणविक भिन्नता, और जीनोम पर लिंकेज और पुनर्संयोजन के प्रभाव।

Sub-topics

• hardy weinberg and allele frequencies
• linkage and recombination evolution
• molecular population genetics
• quantitative genetics of evolution

Core questions

• चयन, बहाव, उत्परिवर्तन और प्रवासन एक साथ कार्य करने पर एलील आवृत्तियाँ कैसे व्यवहार करती हैं?
• हार्डी-वीनबर्ग सिद्धांत क्या भविष्यवाणी करता है, और इसका उल्लंघन क्या प्रकट करता है?
• मात्रात्मक लक्षणों में वंशानुगत भिन्नता को कैसे विभाजित किया जाता है और चयन के प्रति प्रतिक्रिया करने की भविष्यवाणी कैसे की जाती है?
• लिंकेज और पुनर्संयोजन जीनोम में आणविक भिन्नता के पैटर्न को कैसे आकार देते हैं?

Key theories

हार्डी-वीनबर्ग संतुलन

एक आदर्श बड़े, यादृच्छिक रूप से संभोग करने वाली जनसंख्या में जो चयन, उत्परिवर्तन और प्रवासन से मुक्त है, एलील और जीनोटाइप आवृत्तियाँ स्थिर रहती हैं, जो शून्य मॉडल प्रदान करती हैं जिसके विरुद्ध विकासवादी शक्तियों का पता लगाया जाता है।

चयन प्रतिक्रिया का मात्रात्मक आनुवंशिक सिद्धांत

चयन के प्रति एक निरंतर लक्षण की प्रतिक्रिया उसकी आनुवंशिकता और चयन अंतर के गुणनफल के बराबर होती है, जो योगात्मक आनुवंशिक भिन्नता को अनुकूली परिवर्तन की दर से जोड़ती है।

Mechanisms

जनसंख्या आनुवंशिकी एलील आवृत्तियों के लिए पुनरावर्तन समीकरणों के माध्यम से विकास को औपचारिक रूप देती है। चयन, उत्परिवर्तन, प्रवासन और बहाव प्रत्येक एक पद का योगदान करते हैं, और उनका संतुलन उत्परिवर्तन-चयन संतुलन और प्रवासन-चयन संतुलन जैसे संतुलन उत्पन्न करता है। मात्रात्मक लक्षणों के लिए, फेनोटाइपिक भिन्नता को आनुवंशिक और पर्यावरणीय घटकों में विभाजित किया जाता है, जिसमें प्रजनक का समीकरण आनुवंशिकता से चयन प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करता है। आणविक जनसंख्या आनुवंशिकी अनुक्रम भिन्नता का उपयोग करती है, जिसे न्यूक्लियोटाइड विविधता और साइट आवृत्ति स्पेक्ट्रम जैसे आँकड़ों द्वारा संक्षेपित किया जाता है, ताकि जनसांख्यिकीय इतिहास का अनुमान लगाया जा सके और चयन का पता लगाया जा सके। लिंकेज असंतुलन और पुनर्संयोजन यह निर्धारित करते हैं कि एक लोकस पर चयन पड़ोसी साइटों को कितनी दृढ़ता से प्रभावित करता है।

Clinical relevance

जनसंख्या-आनुवंशिक विधियाँ जीनोम-व्यापी साहचर्य अध्ययन, रोग एलीलों के मानचित्रण, फोरेंसिक पहचान, और कृषि में प्रजनन कार्यक्रमों के डिजाइन, साथ ही रोगज़नक़ विकास और दवा प्रतिरोध की निगरानी को शक्ति प्रदान करती हैं।

History

1920-1930 के दशक में फिशर, राइट और हाल्डेन द्वारा स्थापित, जनसंख्या आनुवंशिकी ने आधुनिक संश्लेषण का गणितीय मूल प्रदान किया। यह क्षेत्र 1960 के दशक में एलोज़ाइम सर्वेक्षणों, तटस्थ सिद्धांत, और 1980 के दशक से डीएनए अनुक्रमण के साथ विस्तारित हुआ, जिसने इसे एक जीनोम-स्केल, डेटा-समृद्ध अनुशासन में बदल दिया।

Debates

चयन बनाम बहाव द्वारा कितनी आणविक भिन्नता बनाए रखी जाती है?

गैर-तटस्थ प्रक्रियाओं के बजाय चयन के लिए जिम्मेदार जीनोमिक भिन्नता और प्रतिस्थापन के अंश का निर्धारण आणविक जनसंख्या आनुवंशिकी में एक केंद्रीय, डेटा-संचालित प्रश्न बना हुआ है।

Key figures

• Ronald A. Fisher
• Sewall Wright
• J. B. S. Haldane
• Motoo Kimura

Seminal works

• hartlClark2007
• saetreRavinet2019
• futuyma2017

Frequently asked questions

हार्डी-वीनबर्ग सिद्धांत क्यों उपयोगी है यदि इसकी धारणाएँ कभी पूरी तरह से पूरी नहीं होती हैं?

यह एक शून्य मॉडल के रूप में कार्य करता है: हार्डी-वीनबर्ग अपेक्षाओं से विचलन यह संकेत देते हैं कि एक या अधिक विकासवादी शक्तियाँ, जैसे चयन, बहाव, गैर-यादृच्छिक संभोग, या प्रवासन, एक जनसंख्या पर कार्य कर रही हैं।

जनसंख्या आनुवंशिकी का विकास से क्या संबंध है?

जनसंख्या आनुवंशिकी अपने सबसे बुनियादी स्तर पर विकास का मात्रात्मक सिद्धांत प्रदान करती है, यह सटीक रूप से वर्णन करती है कि विभिन्न विकासवादी शक्तियों के तहत एलील और जीनोटाइप आवृत्तियाँ कैसे बदलती हैं।