พันธุศาสตร์ประชากรและพันธุศาสตร์เชิงปริมาณ
พันธุศาสตร์ประชากรศึกษาการเปลี่ยนแปลงความถี่ของอัลลีลในแต่ละรุ่นภายใต้แรงผลักดันทางวิวัฒนาการ และพันธุศาสตร์เชิงปริมาณจะแบ่งแยกความแปรผันของลักษณะที่กระจายตัวอย่างต่อเนื่องออกเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อม
Definition
พันธุศาสตร์ประชากรและพันธุศาสตร์เชิงปริมาณคือการศึกษาการกระจายและการเปลี่ยนแปลงของความถี่อัลลีลและจีโนไทป์ในประชากร และการถ่ายทอดลักษณะที่แปรผันอย่างต่อเนื่องซึ่งได้รับอิทธิพลจากยีนหลายยีนและสิ่งแวดล้อม
Scope
สาขาวิชานี้ครอบคลุมหลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กในฐานะแบบจำลองว่างสำหรับความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ แรงที่ทำให้ความถี่เหล่านั้นเปลี่ยนแปลงไป (การกลายพันธุ์ การคัดเลือก การอพยพ และการเลื่อนลอยทางพันธุกรรม) การอธิบายโครงสร้างประชากรและการไหลของยีน และพันธุศาสตร์เชิงปริมาณของลักษณะพหุยีน รวมถึงการแบ่งแยกความแปรปรวน พันธุกรรม การตอบสนองต่อการคัดเลือก และการทำแผนที่ตำแหน่งยีนลักษณะเชิงปริมาณ โดยจะศึกษาองค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากรและลักษณะที่ซับซ้อน ส่วนการศึกษาที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับการเกิดสปีชีส์และมหวิวัฒนาการจัดอยู่ในสาขาชีววิทยาวิวัฒนาการ
Sub-topics
Core questions
- ภายใต้เงื่อนไขในอุดมคติใดที่ความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ยังคงที่ในแต่ละรุ่น?
- การกลายพันธุ์ การคัดเลือก การอพยพ และการเลื่อนลอยทางพันธุกรรมเปลี่ยนแปลงความถี่ของอัลลีลอย่างไร และด้วยความแรงสัมพัทธ์เท่าใด?
- ความแปรผันของลักษณะเชิงปริมาณถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร?
- ยีนที่อยู่เบื้องหลังลักษณะที่ซับซ้อนสามารถระบุตำแหน่งได้อย่างไร และพันธุกรรมวัดอะไรกันแน่?
Key theories
- สมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก
- ในประชากรขนาดใหญ่ในอุดมคติที่มีการผสมพันธุ์แบบสุ่มและปราศจากการคัดเลือก การกลายพันธุ์ และการอพยพ ความถี่ของอัลลีลจะคงที่ และความถี่ของจีโนไทป์จะคงที่ในสัดส่วนที่แน่นอน ซึ่งเป็นแบบจำลองว่างที่ใช้วัดการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ
- แรงที่ทำให้ความถี่ของอัลลีลเปลี่ยนแปลง
- การกลายพันธุ์นำมาซึ่งความหลากหลาย การคัดเลือกสนับสนุนหรือกำจัดรูปแบบที่แตกต่างกัน การอพยพทำให้ประชากรผสมกัน และการเลื่อนลอยแบบสุ่มทำให้ความถี่เปลี่ยนแปลงไป โดยเฉพาะในประชากรขนาดเล็ก ซึ่งเป็นสี่กระบวนการที่ควบคุมจุลวิวัฒนาการร่วมกัน
- การแบ่งแยกความแปรปรวนทางพันธุกรรมเชิงปริมาณ
- ความแปรปรวนของฟีโนไทป์ของลักษณะเชิงปริมาณสามารถแยกออกเป็นองค์ประกอบแบบเพิ่มพูน แบบเด่น และแบบสิ่งแวดล้อม ซึ่งจากนั้นจะสามารถหาค่าพันธุกรรมและการตอบสนองที่คาดหวังต่อการคัดเลือกได้
Clinical relevance
พันธุศาสตร์ประชากรเป็นพื้นฐานในการตีความผลการศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนม การประมาณความถี่ของอัลลีลที่ก่อโรค และการจัดการการอนุรักษ์ ในขณะที่พันธุศาสตร์เชิงปริมาณเป็นพื้นฐานของการปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์ และการประมาณค่าพันธุกรรมที่ใช้ในการวิจัยลักษณะที่ซับซ้อนในมนุษย์
History
การสังเคราะห์สมัยใหม่ในช่วงทศวรรษ 1920 และ 1930 ซึ่งสร้างโดยฟิชเชอร์ ไรท์ และฮัลเดน ได้ประนีประนอมการถ่ายทอดลักษณะแบบเมนเดลกับการคัดเลือกแบบดาร์วินโดยการแสดงวิวัฒนาการทางคณิตศาสตร์ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงความถี่ของอัลลีล ฟิชเชอร์ และต่อมาฟอลคอนเนอร์และแมคเคย์ ได้ขยายกรอบสถิติเดียวกันนี้ไปสู่การถ่ายทอดลักษณะต่อเนื่อง
Key figures
- Ronald Fisher
- Sewall Wright
- J. B. S. Haldane
- Douglas Falconer
Related topics
Seminal works
- hartlClark2007
- falconerMackay1996
Frequently asked questions
- พันธุศาสตร์ประชากรและพันธุศาสตร์เชิงปริมาณแตกต่างกันอย่างไร?
- พันธุศาสตร์ประชากรติดตามความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์แต่ละตัวภายใต้แรงผลักดันทางวิวัฒนาการ ในขณะที่พันธุศาสตร์เชิงปริมาณศึกษาลักษณะที่แปรผันอย่างต่อเนื่องและถูกกำหนดโดยยีนหลายยีนร่วมกับสิ่งแวดล้อม โดยเน้นที่ความแปรปรวนและพันธุกรรมมากกว่าตำแหน่งยีนเดี่ยว
- พันธุกรรมที่สูงหมายความว่าลักษณะนั้นถูกกำหนดโดยยีนหรือไม่?
- ไม่ พันธุกรรมคือสัดส่วนของความแปรปรวนของลักษณะในประชากรและสิ่งแวดล้อมเฉพาะที่เกิดจากความแตกต่างทางพันธุกรรม ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามสภาพแวดล้อมและไม่ได้บอกว่าลักษณะนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการเปลี่ยนสิ่งแวดล้อมหรือไม่