Spektrum Frekuensi Alel dan Spektrum Frekuensi Situs

Spektrum frekuensi alel (atau situs) adalah distribusi frekuensi varian dalam suatu sampel: spektrum ini menghitung berapa banyak situs variabel yang memiliki alel yang hadir dalam satu salinan, dua salinan, dan seterusnya hingga seluruh sampel. Karena sejarah demografi dan seleksi alam masing-masing meninggalkan jejak yang khas pada distribusi ini, spektrum merupakan salah satu ringkasan data genetik populasi yang paling informatif.

Definition

Spektrum frekuensi situs adalah distribusi, di seluruh situs variabel dalam suatu sampel, dari jumlah alel turunan (atau minor); secara ekuivalen, spektrum ini membuat tabel berapa banyak situs yang memiliki setiap frekuensi alel yang mungkin dalam sampel.

Scope

Entri ini mencakup definisi spektrum frekuensi terlipat (folded) dan tidak terlipat (unfolded), ekspektasinya di bawah model netral, dan penggunaannya sebagai target untuk inferensi demografi dan seleksi. Ini adalah topik metodologis dan tidak memberikan interpretasi klinis dari frekuensi varian spesifik apa pun.

Core questions

• Bagaimana spektrum frekuensi didefinisikan untuk sampel sekuens?
• Seperti apa spektrum di bawah populasi netral dengan ukuran konstan?
• Bagaimana pertumbuhan populasi, bottleneck, dan seleksi mendistorsi spektrum?
• Bagaimana spektrum digunakan untuk menyesuaikan model demografi?

Key concepts

• Spektrum terlipat vs tidak terlipat
• Alel turunan dan leluhur
• Kelebihan varian langka
• D Tajima
• Inferensi demografi
• Pengaruh pertumbuhan populasi terhadap variasi langka

Key theories

Ekspektasi koalesen dari spektrum frekuensi

Di bawah koalesen netral standar, jumlah situs yang diharapkan dengan alel turunan yang hadir i kali sebanding dengan 1/i, memberikan kelebihan varian langka yang khas; penyimpangan dari ekspektasi ini, yang diringkas oleh statistik seperti D Tajima, digunakan untuk mendeteksi perubahan demografi atau seleksi.

Mechanisms

Setiap situs segregasi menyumbangkan jumlah alel sampelnya ke spektrum. Di bawah koalesen netral, spektrum yang diharapkan sangat condong ke varian langka, dan peristiwa demografi membentuk ulang spektrum secara terprediksi: pertumbuhan populasi baru-baru ini meningkatkan jumlah varian yang sangat langka, sementara bottleneck menipiskannya. Seleksi juga menggeser spektrum secara lokal. Metode inferensi menyesuaikan model demografi atau seleksi dengan mencocokkan spektrum yang diamati dengan ekspektasinya, dan pengurutan mendalam (deep sequencing) sampel besar telah menunjukkan kelimpahan varian pengkodean langka yang konsisten dengan pertumbuhan populasi manusia yang cepat dan baru-baru ini.

Clinical relevance

Spektrum frekuensi mendasari ambang batas frekuensi alel yang digunakan saat menyaring varian dalam genomik klinis, karena kelangkaan varian dalam populasi referensi adalah bagian dari bagaimana potensi signifikansinya dipertimbangkan. Entri ini menjelaskan distribusi frekuensi tingkat populasi dan bukan merupakan dasar untuk keputusan diagnostik atau pengobatan individu.

Evidence & guidelines

Ekspektasi netral dari spektrum berasal dari teori koalesen dan statistik uji Tajima, sementara studi empiris ekson manusia dan kerangka kerja inferensi demografi menunjukkan bagaimana spektrum yang diamati digunakan untuk merekonstruksi sejarah populasi dan untuk mengkarakterisasi beban varian langka.

History

Spektrum frekuensi muncul dari teori difusi dan koalesen sebagai ringkasan ringkas data polimorfisme. Dengan pengurutan skala genom dan ekson, spektrum ini menjadi target inferensi yang praktis, dan analisis sampel manusia besar pada awal 2010-an menggunakan spektrum untuk menunjukkan pertumbuhan eksplosif baru-baru ini dan kelebihan varian langka yang dihasilkan.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara spektrum terlipat dan tidak terlipat?

Spektrum tidak terlipat membedakan alel turunan dari alel leluhur, yang memerlukan pengetahuan tentang alel mana yang merupakan leluhur; spektrum terlipat, yang digunakan ketika keadaan leluhur tidak diketahui, sebaliknya menghitung jumlah alel minor.

Mengapa spektrum frekuensi menunjukkan begitu banyak varian langka?

Bahkan di bawah model netral sederhana, varian langka diperkirakan akan mendominasi, dan pertumbuhan populasi manusia baru-baru ini telah memperkuat hal ini lebih lanjut, menghasilkan kelebihan besar varian yang sangat langka dalam sampel besar.