Genetik Sürüklenme ve Gen Akışı
Genetik sürüklenme, sonlu popülasyon büyüklüğü nedeniyle alel frekanslarındaki rastgele değişim olarak tanımlanırken, gen akışı göç yoluyla popülasyonlar arasında alellerin hareketidir; bunlar birlikte genetik yapıyı şekillendiren başlıca seçici olmayan güçlerdir.
Tanım
Genetik sürüklenme, sonlu bir popülasyonda gametlerin rastgele örneklenmesinden kaynaklanan, nesiller arası alel frekanslarının rastgele dalgalanmasıdır. Gen akışı ise bireylerin veya gametlerin hareketi yoluyla alellerin bir popülasyondan diğerine aktarılmasıdır.
Kapsam
Bu konu, sonlu popülasyonlardaki alel frekanslarındaki stokastik değişimi, etkin popülasyon büyüklüğünün rolünü, kurucu etkilerini ve darboğazları, popülasyonlar arası göçün homojenleştirici etkisini ve sürüklenme ile gen akışının seçilime ve yerel adaptasyona nasıl karşı koyduğunu kapsamaktadır.
Temel sorular
- Etkin popülasyon büyüklüğü genetik sürüklenmenin gücünü nasıl belirlemektedir?
- Kurucu olayların ve darboğazların genetik varyasyon üzerindeki sonuçları nelerdir?
- Gen akışı popülasyonları nasıl homojenleştirmekte ve yerel adaptasyonu nasıl kısıtlamaktadır?
- Sürüklenme, zayıf seçilmiş aleller üzerindeki seçilimi ne zaman alt edebilmektedir?
Temel kuramlar
- Rastgele genetik sürüklenme
- Sonlu popülasyonlarda, her nesil sınırlı sayıda gamet örneklediği için alel frekansları rastgele sürüklenmektedir; frekans değişiminin varyansı etkin popülasyon büyüklüğü ile ters orantılı olarak değişmekte, nihayetinde alelleri sabitlemekte veya kaybetmektedir.
- Nötre yakın kuram
- Hafifçe zararlı bir alelin etkin bir şekilde nötr davranıp sürüklenip sürüklenmediği veya seçilimle ortadan kaldırılıp kaldırılmadığı, seçilim katsayısı ile etkin popülasyon büyüklüğünün çarpımına bağlıdır.
Mekanizmalar
Sürüklenme, alellerin bir sonraki nesle binomiyal örneklenmesinden kaynaklanmaktadır; etkin popülasyon büyüklüğü N için nesil başına varyansı p(1-p)/2N ile orantılıdır, bu nedenle küçük popülasyonlar daha hızlı sürüklenmektedir. Zamanla sürüklenme alelleri sabitlemekte veya kaybetmekte, heterozigotluğu azaltmakta ve varyasyonu aşındırmaktadır. Kurucu etkileri ve darboğazlar, varyasyonu rastgele örnekleyen, N'nin drastik olarak azaldığı dönemlerdir. Gen akışı, göçmen alelleri tanıtarak sürüklenme ve seçilime karşı koymaktadır; nesil başına az sayıda göçmen bile popülasyonların yalnızca sürüklenme ile farklılaşmasını önleyebilmektedir.
Klinik önem
Koruma biyolojisinde, küçük ve parçalanmış popülasyonlar sürüklenme nedeniyle genetik varyasyonu kaybetmekte ve akraba evliliği depresyonu yaşamaktadır; koridorlar veya translokasyon yoluyla gen akışını yönetmek temel bir koruma aracıdır. Kurucu etkileri ayrıca izole insan popülasyonlarında belirli kalıtsal bozuklukların artan frekanslarını da açıklamaktadır.
Tarihçe
Sewall Wright, 1930'larda rastgele sürüklenme ve etkin popülasyon büyüklüğü kavramlarını tanıtmış, kayan denge kuramını sürüklenme, seçilim ve göç arasındaki etkileşim etrafında şekillendirmiştir. Kimura ve Ohta daha sonra nötr ve nötre yakın kuramlar aracılığıyla sürüklenmeyi moleküler evrimin merkezine yerleştirmişlerdir.
Tartışmalar
- Sürüklenme ile seçilimin göreceli önemi
- Gözlemlenen genetik varyasyonun seçilimden ziyade nötr sürüklenmeyi ne ölçüde yansıttığı, 1960'lar-1970'lerdeki nötralist-seçilimci tartışmalardan bu yana tartışılmakta olup, günümüzde genom ölçekli verilerle ele alınmaktadır.
Öne çıkan isimler
- Sewall Wright
- Motoo Kimura
- Tomoko Ohta
İlgili konular
Temel eserler
- futuyma2017
- hartlClark2007
- ohta1973
Sıkça sorulan sorular
- Genetik sürüklenme adaptasyon üretir mi?
- Hayır. Sürüklenme alel frekanslarını rastgele değiştirmekte ve çevreye uyumu tutarlı bir şekilde iyileştirmemektedir; yalnızca doğal seçilim sistematik olarak adaptasyon üretmektedir.
- Ne kadar gen akışı popülasyonların farklılaşmasını önlemektedir?
- Kuramdan gelen genel bir kural olarak, nesil başına yaklaşık bir göçmen, sürüklenme yoluyla farklılaşmayı engellemek için yeterli olabilmektedir; ancak kesin eşik seçilime ve popülasyon yapısına bağlıdır.