Популяционная и количественная генетика
Популяционная генетика отслеживает, как частоты аллелей изменяются в поколениях под действием эволюционных сил, а количественная генетика разделяет вариации непрерывно распределенных признаков на генетические и средовые компоненты.
Definition
Популяционная и количественная генетика — это изучение распределения и изменения частот аллелей и генотипов в популяциях, а также наследования непрерывно варьирующих признаков, на которые влияют многие гены и окружающая среда.
Scope
Эта область охватывает принцип Харди-Вайнберга как нулевую модель для частот аллелей и генотипов, силы, изменяющие эти частоты (мутация, отбор, миграция и генетический дрейф), описание популяционной структуры и потока генов, а также количественную генетику полигенных признаков, включая разделение дисперсии, наследуемость, ответ на отбор и картирование локусов количественных признаков. Она рассматривает генетический состав популяций и сложных признаков; более широкое изучение видообразования и макроэволюции относится к эволюционной биологии.
Sub-topics
Core questions
- При каких идеализированных условиях частоты аллелей и генотипов остаются постоянными в поколениях?
- Как мутация, отбор, миграция и дрейф изменяют частоты аллелей и с какой относительной силой?
- Как вариация количественного признака разделяется на генетические и средовые компоненты?
- Как можно локализовать гены, лежащие в основе сложных признаков, и что на самом деле измеряет наследуемость?
Key theories
- Равновесие Харди-Вайнберга
- В идеализированной большой, случайно скрещивающейся популяции, свободной от отбора, мутаций и миграции, частоты аллелей остаются постоянными, а частоты генотипов устанавливаются в фиксированных пропорциях, что обеспечивает нулевую модель, относительно которой измеряются эволюционные изменения.
- Силы изменения частоты аллелей
- Мутация вносит вариации, отбор благоприятствует или устраняет варианты, миграция смешивает популяции, а случайный дрейф вызывает колебания частот, особенно в малых популяциях — четыре процесса, которые вместе управляют микроэволюцией.
- Разделение количественной генетической дисперсии
- Фенотипическая дисперсия количественного признака может быть разложена на аддитивные, доминантные и средовые компоненты, из которых выводятся наследуемость и ожидаемый ответ на отбор.
Clinical relevance
Популяционная генетика лежит в основе интерпретации полногеномных ассоциативных исследований, оценки частот болезнетворных аллелей и управления природоохранной деятельностью, в то время как количественная генетика является основой селекции растений и животных и оценок наследуемости, используемых в исследованиях сложных признаков человека.
History
Современный синтез 1920-х и 1930-х годов, созданный Фишером, Райтом и Холдейном, примирил менделевское наследование с дарвиновским отбором, математически выразив эволюцию как изменение частот аллелей; Фишер, а затем Фальконер и Маккей распространили ту же статистическую основу на наследование непрерывных признаков.
Key figures
- Ronald Fisher
- Sewall Wright
- J. B. S. Haldane
- Douglas Falconer
Related topics
Seminal works
- hartlClark2007
- falconerMackay1996
Frequently asked questions
- В чем разница между популяционной генетикой и количественной генетикой?
- Популяционная генетика отслеживает частоты отдельных аллелей и генотипов под действием эволюционных сил, в то время как количественная генетика изучает признаки, которые непрерывно варьируют и формируются многими генами вместе с окружающей средой, фокусируясь на дисперсии и наследуемости, а не на отдельных локусах.
- Означает ли высокая наследуемость, что признак полностью определяется генами?
- Нет. Наследуемость — это доля вариации признака в конкретной популяции и среде, обусловленная генетическими различиями; она может меняться в зависимости от условий и ничего не говорит о том, можно ли изменить признак путем изменения окружающей среды.