Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja"

Transkrypt

1 Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja

2 Syntetyczna teoria ewolucji } Pierwsza synteza: połączenie teorii ewolucji Darwina z genetyką mendlowską na poziomie populacji } W naturalnych populacjach występują różne allele genów } Częstość cech fenotypowych w populacji zależy od częstości alleli i genotypów } Ewolucja jako zmiana częstości alleli w populacji z pokolenia na pokolenie 2

3 Populacja } Grupa krzyżujących się ze sobą osobników oraz ich potomstwo } Zbiór wszystkich alleli populacji pula genowa 3

4 Populacja w stanie równowagi } Liczebność populacji bardzo duża (N ~ ) } Całkowicie losowe krzyżowanie (panmiksja) } Sukces reprodukcyjny nie zależy od genotypu genu A } Brak migracji } Nie zachodzą mutacje zmieniające A1 w A2 i vice versa 4

5 Równowaga Hardy ego-weinberga Jeżeli częstości alleli A1 i A2 to odpowiednio p i q to częstości genotypów A1A1 p 2 A1A2 pq + qp = 2pq A2A2 q 2 5

6 Równowaga Hardy ego-weinberga } W populacji będącej w równowadze H-W częstości alleli nie zmieniają się } Nie przebiega ewolucja } Mechanizmy zaburzające równowagę H-W mogą być mechanizmami ewolucji 6

7 Mechanizmy zmieniające częstość alleli } Mutacje } Dobór } Migracje } Dryf 7

8 Dobór Dostosowanie (w) prawdopodobieństwo odniesienia sukcesu reprodukcyjnego przez osobnika o danym genotypie A1A1 : w 11 A1A2 : w 12 A2A2 : w 22 w = 1 s gdzie s to współczynnik selekcji Nie ma znaczenia, czy chodzi o prawdopodobieństwo przeżycia, czy o liczbę wyprodukowanych gamet, czy o kondycję potomstwa itp. } walka o byt uproszczona i niekiedy myląca metafora 8

9 Dobór zmienia częstość alleli 9

10 Dobór model ogólny Dostosowanie (w) A1A1 w 11 A1A2 w 12 A2A2 w 22 Średnie dostosowanie populacji: w = p 2 w pqw 12 + q 2 w 22 Nowe częstości genotypów A1A1 A1A2 A2A2 p 2 w 11 w 10 2pqw 12 w q 2 w 22 w

11 Silna i słaba selekcja - symulacje 11

12 Przykład empiryczny 12

13 CCR5 i AIDS u człowieka } CCR5 koduje receptor cytokin } Jest wykorzystywany jako koreceptor przez wirusa HIV 13

14 Allel CCR5-Δ32 } Rzadko spotykany } Homozygoty Δ32/Δ32 są oporne na infekcję HIV } Allel najczęściej występuje w Europie, w Afryce jest rzadki 14

15 Allel CCR5-Δ32 } Epidemia AIDS trwa zbyt krótko, by wpłynąć na częstości allelu (u człowieka 1 pokolenie to ~25 lat) } Możliwe przyczyny takiego rozmieszczenia } Nadaje częściową oporność na inny patogen (np. dżuma) } Dryf genetyczny allel pojawił się w Skandynawii i rozprzestrzeniał po Europie podczas najazdów Wikingów (VIII-X w.) } Homozygoty Δ32/Δ32 są bardziej podatne na infekcję wirusem gorączki Zachodniego Nilu kontrselekcja w Afryce } Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? 15

16 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? } Wysoka częstość początkowa i silny dobór } p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) } 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 0,75 A2A2: w 22 = 0,75 16

17 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? } p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) } 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa Wartości te nie są realistyczne } p = 0,2 tylko w niektórych populacjach w Europie (Aszkenazyjczycy) } 25% śmiertelność tylko w niektórych rejonach Afryki (Botswana, Namibia, Zmimbabwe) 17

18 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? } Wysoka częstość początkowa i słaby dobór } p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) } 0,5% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 0,995 A2A2: w 22 = 0,995 18

19 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? } p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) } 0.5% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa Wartości te są realistyczne dla Europy 19

20 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? } Niska częstość początkowa i silny dobór } p = 0,01 } 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 0,75 A2A2: w 22 = 0,75 20

21 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? } p = 0,01 } 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa Wartości te są realistyczne dla niektórych części Afryki 21

22 Dobór i dominacja allelu } Selekcja przeciwko allelowi recesywnemu Dostosowanie (w) A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 1 A2A2: w 22 = 1 - s p = 0,01 A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 1 A2A2: w 22 = 0,4 22

23 Dobór i dominacja allelu } Selekcja przeciwko allelowi recesywnemu Dostosowanie (w) A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 1 A2A2: w 22 = 1 - s p = 0,01 A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 1 A2A2: w 22 = 0,4 23

24 Dobór i dominacja allelu } Selekcja przeciwko allelowi dominującemu Dostosowanie (w) A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 1 - s A2A2: w 22 = 1 - s p = 0,01 A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 0,4 A2A2: w 22 = 0,4 24

25 Dobór i dominacja allelu } Selekcja przeciwko allelowi dominującemu Dostosowanie (w) A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 1 - s A2A2: w 22 = 1 - s p = 0,01 A1A1: w 11 = 1 A1A2: w 12 = 0,4 A2A2: w 22 = 0,4 25

26 Dobór i dominacja allelu } Tempo zmian zależy od częstości genotypu podlegającego selekcji w populacji } Tempo selekcji przeciwko allelowi recesywnemu spada wraz ze spadkiem jego częstości } Liczba homozygot spada z kwadratem częstości allelu } Większość puli rzadkiego allelu jest w heterozygotach 26

27 Konsekwencje dla człowieka } Czy można wyeliminować rzadkie cechy recesywne? } Eugenika } program poprawy puli genowej populacji } XIX do połowy XX w. } Przymusowe sterylizacje } osób w USA ( ) } > osób w Szwecji ( ) 27

28 Eugenika } Pomijając kwestie etyczne czy to ma sens? } Przymusowe sterylizacje w USA opóźnienie umysłowe, ~1% populacji, q = 0,1 Po 10 pokoleniach q = 0,05 Po 40 pokoleniach q = 0,02 28

29 Dobór heterozygot } Przewaga heterozygot nad obiema homozygotami naddominacja } Przykład: recesywny allel l u Drosophila, homozygoty ll letalne } Mimo to, allel utrzymuje się w populacji z p = 0.79, niezależnie od początkowych wartości p i q 29

30 Dobór heterozygot A1A1: w 11 = 0,735 A1A2: w 12 = 1,0 A2A2: w 22 = 0 30

31 Równowaga Przy naddominacji (przewaga selekcyjna heterozygot) ustala się równowaga, dobór stabilizuje obecność obu alleli w populacji. 31

32 Przykłady u człowieka } Anemia sierpowata (w obszarach występowania malarii) } Mukowiscydoza (dla najczęstszego allelu ΔF508) 32

33 Dobór heterozygot Jeżeli dobór jest skierowany przeciwko heterozygotom, to doprowadzi to utrwalenia jednego z dwóch alleli 33

34 Dobór zależny od częstości Kwiaty Dactylorhiza sambucina to tzw. fałszywy sygnał nie zawierają nektaru Owady po pierwszym kontakcie szukają kwiatu odmiennego koloru Sukces reprodukcyjny odwrotnie proporcjonalny do częstości allelu 34

35 Dobór zależny od częstości - apostatyczny } Wstężyk (Cepea nemoralis) } Bardzo duża zmienność wzorów i barw skorupki } Selekcja przez drapieżniki ptaki } Uczą się najszybciej rozpoznawać osobniki typowe, co faworyzuje te nietypowe 35

36 Mutacje } W modelu typu H-W (o bardzo dużej liczebności populacji) same mutacje w niewielkim stopniu zmieniają częstości alleli } Częstość mutacji - µ! p = p µ p! q = q + µ p Δp = p! p = µ p µ=10-5 po n pokoleniach p n = p 0 e µn 36

37 Mutacje i dobór } Mutacje stają się istotną siłą w ewolucji gdy: } działa dobór naturalny } działa dryf genetyczny (populacje o skończonym N) 37

38 38

39 Równowaga mutacje-selekcja } Większość mutacji obniża dostosowanie, dobór je eliminuje } Wytwarza się równowaga, utrzymująca w populacji pulę allelu o szkodliwym działaniu } Dla allelu recesywnego ˆq = µ s } Dla dominującego allelu letalnego ˆq = µ 39

40 Migracje } Przepływ alleli z innej populacji, w której częstości alleli są odmienne } np. na skutek odmiennego działania doboru, dryfu itp. 40

41 Prosty model } Dopływ alleli z kontynentu do populacji wyspowej } Przy braku doboru doprowadzi do wyrównania częstości alleli obu populacji 41

42 Równowaga migracja - dobór } Ubarwienie u węży Nerodia sipedon } } forma jednolita: homozygota recesywna forma prążkowana: allel dominujący } Na wyspach dominuje forma jednolita } } presja drapieżników prążkowane lepiej widoczne na skałach na lądzie dominuje forma prążkowana } Migracja powoduje dopływ allelu dominującego do populacji wysp 42

43 Parametry symulacji Początkowe częstości alleli wyspy p=0; q=1 ląd p=1; q=0 Tempo migracji: 2% na pokolenie z lądu na wyspy Dostosowanie na wyspach: A1A1: w 11 = 0,9 A1A2: w 12 = 0,9 A2A2: w 22 = 1 43

44 Parametry symulacji Początkowe częstości alleli wyspy p=0; q=1 ląd p=1; q=0 Tempo migracji: 2% na pokolenie z lądu na wyspy Dostosowanie na wyspach: A1A1: w 11 = 0,9 A1A2: w 12 = 0,9 A2A2: w 22 = 1 44

45 Wsobność } Częstsze krzyżowanie osobników spokrewnionych } Jedna z form krzyżowania asortatywnego preferencji wobec osobników o zbliżonym genotypie } Forma skrajna - samozapłodnienie 45

46 Wsobność Krzyżowanie wsobne nie zmienia częstości alleli, ale wpływa na częstość genotypów. Populacja wsobna niedobór heterozygot, nadmiar homozygot. 46

47 Współczynnik wsobności } F prawdopodobieństwo, że oba allele u osobnika są identyczne przez wspólne pochodzenie } Przy samozapłodnieniu (1 pokolenie) F = ½ } Przy krzyżowaniu rodzeństwa F=1/4 } Ogólnie częstości genotypów A1A1 A1A2 A2A2 p 2 (1-F)+pF 2pq(1-F) q 2 (1-F)+qF } Odchylenie liczby heterozygot od przewidywanej pozwala oszacować wsobność 47

48 Depresja wsobna Rzadkie allele recesywne ujawniają się w fenotypach w populacji 48

49 Dryf genetyczny a ewolucja } Dobór naturalny nie jest jedynym mechanizmem kształtującym zmiany ewolucyjne } Losowe procesy w populacjach o skończonej liczebności dryf genetyczny 49

50 Dryf genetyczny } W populacjach o skończonej liczebności może dochodzić do zmian częstości alleli nawet jeżeli nie działa na nie dobór } Nowy allel (mutacja) może się utrwalić w populacji nawet bez selekcji } częściowo (polimorfizm) } całkowicie 50

51 Model dryfu } } } Populacja reprezentowana przez kulki w worku 50 brązowych i 50 zielonych (allele) Losujemy 10 kulek } Uzupełniamy liczbę kulek znowu do 100 } } w takiej samej proporcji, jak wylosowane 10 (model losowego sukcesu reprodukcyjnego) Efekt:

52 Działanie dryfu 1. Zmiana częstości alleli w populacji, może zredukować zróżnicowanie populacji. 2. Działa szybciej w małych populacjach. 3. Może przyczynić się do specjacji

53 Wąskie gardło populacji 1. Wąskie gardło (bottleneck) } Epizod znacznego zmniejszenia liczebności populacji

54 Znaczenie dla gatunku } Wąskie gardło znacznie zmniejsza różnorodność genetyczną populacji przez dryf i wsobność } Ogranicza to możliwości adaptacji do środowiska i stwarza zagrożenie dla populacji Słoń morski północny } Gdy liczebność populacji spadnie poniżej wartości krytycznej, gatunku nie da się utrzymać } główne zagrożenie choroby zakaźne 54 Gepard

55 Słoń morski północny } Polowania w XVIII-XIX wieku zmniejszyły liczebność do <100 sztuk } Na początku XX wieku jedna kolonia u wybrzeży Meksyku } W XX wieku pod ochroną } Obecnie > sztuk } Małe zróżnicowanie genetyczne 55

56 Efekt założyciela } Mała grupa oderwana od macierzystej populacji efekt wąskiego gardła } kolonizacja nowych siedlisk } fragmentacja zasięgu } Redukcja różnorodności allelicznej } Powstaje populacja, w której częstości alleli mogą się znacznie różnić od obserwowanych w populacji macierzystej 56

57 Efekt założyciela } Nowa populacja powstająca z niewielkiej liczby osobników może znacząco różnić się częstościami alleli od populacji wyjściowej } U człowieka niektore rzadkie choroby genetyczne występują częściej w pewnych grupach etnicznych } Utrata różnorodności genetycznej człowieka seria efektów założycielskich } Im dalej od Afryki, tym mniejsza różnorodność 57

58 Wyspa niewidzących kolorów } } } } W 1775 wyspę Pingelap spustoszył tajfun, zginęło 90% ludności, ocalało ~20 osób Wśród ocalałych był władca Nahnmwarki Mwanenised, który był nosicielem rzadkiej recesywnej mutacji powodującej achromatopsję Obecnie 10% ludności wyspy nie widzi barw, a 30% to nosiciele } Dla porównania, w USA choroba występuje z częstością 1: osób Achromatopsja to nie to samo, co daltonizm! 58

59 Dryf genetyczny } Dryf genetyczny jest błędem próby przy losowaniu skończonej liczby gamet z populacji Dla p=0,6; N = 10 59

60 Dryf a wielkość populacji } Efekty dryfu genetycznego są wyraźniejsze w populacjach o mniejszej wielkości } Z czasem dryf doprowadzi do utraty jednego z alleli i utrwalenia drugiego utrata heterozygotyczności 60

61 61

62 Utrata heterozygotyczności } Przy braku działania doboru dryf doprowadzi do utraty jednego allelu i utrwalenia (fiksacji) drugiego } Może powodować powstanie populacji odmiennych genetycznie, bez udziału doboru 62

63 Utrata heterozygotyczności " H t = H % $ ' # 2N & S. Wright, 1931 t H t = 1 2 H 0 dla t = 2N ln(1 2 ) 1,39N czas półtrwania heterozygotycznności 63

64 Efektywna wielkość populacji } We wszystkich modelach zakładaliśmy panmiksję jednakowe prawdopodobieństwo wydania potomstwa przez każdego osobnika } Rzeczywiste populacje nie spełniają tego warunku } nierównomierne stosunki płci (haremy) } zróżnicowanie sukcesu reprodukcyjnego 64

65 Efektywna wielkość populacji } Efektywna wielkość populacji N e jest to liczebność idealnej populacji panmiktycznej, w której tempo dryfu byłoby takie same, jak w badanej populacji o rzeczywistej liczebności N } We wszystkich dotychczasowych rozważaniach podając N tak naprawdę mieliśmy na myśli N e 65

66 Efektywna wielkość populacji } N e można zbadać analizując neutralne polimorfizmy w populacji i porównać z N (zliczeniem osobników) } Przykłady N e /N } kot domowy: 0,4 } traszka grzebieniasta: 0,16 } grizzly: 0,27 66

67 Przykład eksperymentalny N = 10, ale spadek heterozygotyczności jak dla N = 9 67

68 Utrwalenie allelu Prawdopodobieństwo utrwalenia konkretnego allelu } W populacji N osobników diploidalnych jest 2N alleli } Utrwalenie oznacza, że wszystkie allele obecne w populacji pochodzą od jednego } Prawdopodobieństwo tego jest 1/2N } Jeżeli częstość allelu jest p, to wyjściowo jest 2Np kopii } Czyli prawdopodobieństwo utrwalenia wynosi: 2Np 1/2N = p 68

69 Dryf i mutacje } Mutacja powoduje powstanie nowego allelu } Przy założeniu braku doboru (neutralność) } Prawdopodobieństwo, że nowy allel się utrwali wynosi 1/2N } Utrwalanie się kolejnych mutacji powoduje ewolucję populacji ewolucja neutralna 69

70 Tempo ewolucji neutralnej Prawdopodobieństwo utrwalenia mutacji neutralnej: 1/2N Prawdopodobieństwo powstania zmutowanego allelu: 2Nµ (µ - tempo mutacji) Prawdopodobieństwo powstania i utrwalenia się zmutowanego allelu (tempo ewolucji neutralnej): 2Nµ 1 2N = µ 70

71 Czas i częstość utrwalania alleli neutralnych } Tempo ewolucji neutralnej odpowiada częstości mutacji } Czas od powstania do utrwalenia mutacji średnio 4N (2N u haploidów) 71

72 Ewolucja neutralna } Dryf zmniejsza różnorodność alleli (prowadzi do utrwalania jednego z alleli) } Mutacje powodują powstawanie nowych alleli } Dzięki temu różnorodność zostanie zachowana, ale skład konkretnych alleli się będzie zmieniał 72

73 Dryf i dobór } Dryf może doprowadzić do utraty allelu korzystnego, albo do utrwalenia allelu niekorzystnego } Równowaga między dryfem a doborem zależy od wielkości populacji i siły (współczynnika) selekcji } Prosty model (kodominacja) A1A2 A1A2 A2A2 w 1 1+s 1+2s 73

74 Dryf i dobór Prosty model (kodominacja) A1A2 A1A2 A2A2 w 1 1+s 1+2s Model nie jest trywialny do wyprowadzenia (Kimura 1962) Rezultat: P = 1 e 4 N esq 1 e 4 N es 74

75 Dryf i dobór P = 1 e 4 N esq 1 e 4 N es Gdy s 0 to P q (prawdopodobieństwo utrwalenia allelu neutralnego jest równe jego częstości) 75

76 Dryf i dobór allele nieznacznie korzystne } Jeżeli s > 0 i N jest duże to P 2s } 98% mutacji o s = 0,01 się nie utrwali 76

77 Dryf i dobór - przykład Wielkość populacji Prawdopodobieństwa utrwalenia mutacji Mutacja neutralna Mutacja korzystna (s = 0,01) ,05% 2% 0,004% ,005% 2% ~10-20 Mutacja niekorzystna (s = -0,001) 77

78 Dryf i dobór } Tempo utrwalania mutacji neutralnych 2Nµ 1 2N = µ } Tempo utrwalania mutacji korzystnych 2Nµ 2s = 4Nsµ 78

79 Dryf i dobór - dynamika 79

80 Dryf i dobór - podsumowanie } Większość mutacji (korzystnych, neutralnych i niekorzystnych) nie utrwali się w populacji } Gdy dobór przeciwko allelowi niekorzystnemu jest nieznaczny mutacja szkodliwa jest efektywnie neutralna zostanie utrwalona z prawdopodobieństwem takim, jak neutralna } Dobór jest nieznaczny gdy: s 1 4N e 80

81 Dryf i dobór podsumowanie } Gdy N e jest duże, mutacje szkodliwe są skutecznie usuwane } Nawet gdy N e jest duże, wiele mutacji korzystnych jest traconych, jeżeli s nie jest bardzo duże 81

82 82 Modele wielogenowe

83 Modele wielogenowe } Efekty związane ze sprzężeniem loci } równowaga i nierównowaga sprzężeń } zmiatanie selekcyjne i genetic hitchhiking } Cechy wielogenowe i wieloczynnikowe } loci cech ilościowych (QTL) } supergeny 83

84 Sprzężenia i równowaga sprzężeń } Równowaga sprzężeń genotyp w jednym locus jest niezależny od genotypu w drugim } Haplotyp genotyp (zbiór alleli) dla wielu loci danego chromosomu (lub gamety) 84

85 Równowaga sprzężeń 85

86 Równowaga sprzężeń } W populacji będącej w stanie równowagi częstość haplotypu to iloczyn częstości alleli A a B b p q s t Haplotypy AB Ab ab ab ps pt qs qt 86

87 Nierównowaga sprzężęń 87

88 Nierównowaga sprzężeń } Nielosowa korelacja genotypu (allelu) w jednym locus z allelem w drugim locus } Współczynnik nierównowagi D D = g AB g ab g Ab g ab gdzie g AB to częstość haplotypu AB itd. } D przyjmuje wartości od -1/4 do +1/4, dla populacji w równowadze sprzężeń D = 0 88

89 Inna miara nierównowago sprzężeń Korelacja alleliczna r r = D pqst gdzie p, q, s, t to częstości alleli (p i q w locus A, s i t w locus B). Wartości od -1 do +1. Czasmi podawana też wartość r 2 89

90 Skąd bierze się nierównowaga sprzężeń } Migracje } Dobór na genotyp wielu loci } efekty kumulatywne } supergeny } Kombinacja doboru w jednym z loci i dryfu 90

91 Hitch-hiking i zmiatanie selekcyjne } W jednym locus pojawia się korzystna mutacja } Dobór naturalny szybko utrwala ten korzystny allel } Wraz z nim utrwalają się neutralne (a nawet niekorzystne) allele w loci blisko sprzężonych genetic hitch-hiking } W sąsiedztwie niedawno utrwalonego korzystnego allelu obserwuje się zmniejszoną różnorodność alleliczną zmiatanie selekcyjne (selective sweep) 91

92 Zmiatanie selekcyjne 92 Nature Edutaction, 2008

93 Ślady zmiatania selekcyjnego 93

94 Zmiatanie selekcyjne jest zjawiskiem krótkotrwałym Powstała w wyniku zmiatania selekcyjnego nierównowaga sprzężeń z czasem zanika na skutek rekombinacji i kolejnych mutacji 94 D! = D rd = D(1 r)

95 Procesy płciowe redukują nierównowagę sprzężeń } Tempo zaniku zależy od odległości genetycznej loci 95

96 Zastosowanie } Zakładając, że mutacja korzystna pojawiła się w populacji jednokrotnie, badanie różnorodności neutralnych alleli (markerów) w pobliżu locus mutacji pozwoli oszacować wiek mutacji. } Podobny efekt daje też epizod wąskiego gardła liczebności populacji badając nierównowagę sprzężeń można badać historię demograficzną populacji 96

97 Wykrywanie doboru dodatniego } Pojawienie się nowej mutacji tworzy nierównowagę sprzężeń } Jeżeli nierównowaga jest wyraźna, to oznacza to, że mutacja pojawiła się niedawno (rekombinacja nie zdążyła jej zaburzyć) } Jeżeli taka niedawna mutacja ma wysoką częstość w populacji, to znaczy, że utrwalał ją dobór dodatni 97

98 Dryf i dobór - dynamika 98

99 Przykład G6PD } Różne allele genu dehydrogenazy glukozo-6-fosforanu (G6PD) 99

100 Przykład G6PD } Allel G6PD-202A wykazuje ślady doboru dodatniego (zmiatanie selekcyjne) } Oporność na malarię 100

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja Syntetyczna teoria ewolucji } Pierwsza synteza: połączenie teorii ewolucji Darwina z genetyką mendlowską na poziomie populacji } W naturalnych

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf. Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf. Równowaga Hardy ego-weinberga W populacji będącej w równowadze H-W częstości alleli nie zmieniają się Nie przebiega ewolucja Mechanizmy

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja. Syntetyczna teoria ewolucji Pierwsza synteza: połączenie teorii ewolucji Darwina z genetyką mendlowską na poziomie populacji W naturalnych populacjach

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji. Populacje o skończonej liczebności. Dryf. Modele wielogenowe.

Podstawy genetyki populacji. Populacje o skończonej liczebności. Dryf. Modele wielogenowe. Podstawy genetyki populacji Populacje o skończonej liczebności. Dryf. Modele wielogenowe. Dryf genetyczny a ewolucja } Dobór naturalny nie jest jedynym mechanizmem kształtującym zmiany ewolucyjne } Losowe

Bardziej szczegółowo

Modelowanie ewolucji. Dobór i dryf genetyczny

Modelowanie ewolucji. Dobór i dryf genetyczny Modelowanie ewolucji Dobór i dryf genetyczny Syntetyczna teoria ewolucji Pierwsza synteza: połączenie teorii ewolucji Darwina z genetyką mendlowską na poziomie populacji W naturalnych populacjach występują

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja Informacja ujęcie matematyczne Entropia miara niepewności dotyczącej stanu zmiennej losowej N H(X) = p log p i i i=1 Podstawa logarytmu definiuje

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf. Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf. Dryf genetyczny W populacjach o skończonej liczebności może dochodzić do zmian częstości alleli nawet jeżeli nie działa na nie

Bardziej szczegółowo

Elementy teorii informacji w ewolucji

Elementy teorii informacji w ewolucji Elementy teorii informacji w ewolucji Teoria informacji Zmienna losowa X obiekt mogący przyjąć skończoną liczbę stanów x1,,xn, z określonymi prawdopodobieństwami p1,,pn Przykład x1; p1=0,5 x2; p2=0,5 Informacja

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf. Podstawy genetyki populacji Genetyka mendlowska i ewolucja. Dobór i dryf. Dryf genetyczny W populacjach o skończonej liczebności może dochodzić do zmian częstości alleli nawet jeżeli nie działa na nie

Bardziej szczegółowo

Dobór naturalny. Ewolucjonizm i eugenika

Dobór naturalny. Ewolucjonizm i eugenika Dobór naturalny Ewolucjonizm i eugenika Silna i słaba selekcja - symulacje W cieniu eugeniki Początki - XIX w. (Francis Galton) XX w. - eugenika totalitarna Poprawa jakości gatunku ludzkiego poprzez kierowanie

Bardziej szczegółowo

Dobór naturalny i dryf

Dobór naturalny i dryf Dobór naturalny i dryf Efekty działania doboru Adaptacje Dostosowania do środowiska Egzaptacje Cechy, ktorych obecna funkcja jest inna niż pierwotna Np. pióra ptaków (kiedyś do zatrzymywania ciepła, obecnie

Bardziej szczegółowo

Bliskie Spotkanie z Biologią. Genetyka populacji

Bliskie Spotkanie z Biologią. Genetyka populacji Bliskie Spotkanie z Biologią Genetyka populacji Plan wykładu 1) Częstości alleli i genotypów w populacji 2) Prawo Hardy ego-weinberga 3) Dryf genetyczny 4) Efekt założyciela i efekt wąskiego gardła 5)

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie.

Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Dziaanie doboru Dobór kierunkowy Przesuwa rozkład cechy Dobór stabilizujący Utrzymuje średni fenotyp, odrzuca skrajne Dobór równoważący

Bardziej szczegółowo

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT Ćwiczenia 1 mgr Magda Kaczmarek-Okrój magda_kaczmarek_okroj@sggw.pl 1 ZAGADNIENIA struktura genetyczna populacji obliczanie frekwencji genotypów obliczanie frekwencji alleli

Bardziej szczegółowo

Różnorodność genetyczna człowieka

Różnorodność genetyczna człowieka Różnorodność genetyczna człowieka Zmienność genetyczna człowieka Różnorodność genetyczna człowieka Projekt 1000 genomów poszukiwanie różnic w genomach różnych ludzi (2500 osób) Projekt 1000 genomów Różnorodność

Bardziej szczegółowo

Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964) Dostosowanie łączne (inclusive fitness)

Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964) Dostosowanie łączne (inclusive fitness) Dobór i adaptacja Dobór krewniaczy Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964) Dostosowanie łączne (inclusive fitness) Dostosowanie organizmu jest

Bardziej szczegółowo

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 1 Biologia I MGR /

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 1 Biologia I MGR / GENETYKA POPULACJI Ćwiczenia 1 Biologia I MGR 1 ZAGADNIENIA struktura genetyczna populacji obliczanie frekwencji genotypów obliczanie frekwencji alleli przewidywanie struktury następnego pokolenia przy

Bardziej szczegółowo

Ekologia molekularna. wykład 3

Ekologia molekularna. wykład 3 Ekologia molekularna wykład 3 Dziedziczenie mendlowskie Grzegorz Mendel 1822-1884 Darwin + Mendel = Ronald Fisher 1890-1962 wykład 3/2 Prawo Hardy'ego-Weinberga A A gamety możliwe genotypy potomstwa genotyp

Bardziej szczegółowo

Różnorodność genetyczna człowieka. Ewolucja i eugenika

Różnorodność genetyczna człowieka. Ewolucja i eugenika Różnorodność genetyczna człowieka Ewolucja i eugenika Zmienność genetyczna człowieka Różnorodność genetyczna człowieka Projekt 1000 genomów poszukiwanie różnic w genomach różnych ludzi (2500 osób) Projekt

Bardziej szczegółowo

PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY

PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY obliczanie dystansu dzielącego grupy (subpopulacje) wyrażonego za pomocą indeksu F Wrighta (fixation index) w modelu jednego locus 1 Ćwiczenia III Mgr Kaczmarek-Okrój

Bardziej szczegółowo

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT 1. RÓWNOWAGA GENETYCZNA POPULACJI. Prowadzący: dr Wioleta Drobik Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT 1. RÓWNOWAGA GENETYCZNA POPULACJI. Prowadzący: dr Wioleta Drobik Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT 1. RÓWNOWAGA GENETYCZNA POPULACJI Fot. W. Wołkow Prowadzący: dr Wioleta Drobik Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt POPULACJA Zbiór organizmów żywych, które łączy

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dobór naturalny.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Podstawy ewolucji - dobór } Replikacja informacji genetycznej wprowadza zmienność!2 } losowe błędy w replikacji (nieuniknione) } rearanżacje genomu } horyzontalny transfer

Bardziej szczegółowo

Genetyka populacyjna

Genetyka populacyjna Genetyka populacyjna analizuje strukturę genetyczną całych populacji oraz wyniki kojarzeń wewnątrz populacji lub pomiędzy różnymi populacjami, opiera się na modelach matematycznych Prawo równowagi Hardy

Bardziej szczegółowo

Genetyka populacyjna. Populacja

Genetyka populacyjna. Populacja Genetyka populacyjna Populacja 1 Populacja Populacja jest to zbiór osobników jednego gatunku żyjących na danym terytorium w danym czasie. Genetykę populacyjną interesuje tzw. populacja panmiktyczna (mendlowska),

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy. Teoria ewolucji Dobór naturalny. Dobór płciowy. Działanie doboru } Dobór kierunkowy } Przesuwa rozkład cechy } Dobór stabilizujący } Utrzymuje średni fenotyp, odrzuca skrajne } Dobór równoważący utrzymuje

Bardziej szczegółowo

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT 2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ POPULACJI Fot. W. Wołkow Prowadzący: dr Wioleta Drobik Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt MIGRACJE Zmiana frekwencji

Bardziej szczegółowo

Selekcja, dobór hodowlany. ESPZiWP

Selekcja, dobór hodowlany. ESPZiWP Selekcja, dobór hodowlany ESPZiWP Celem pracy hodowlanej jest genetyczne doskonalenie zwierząt w wyznaczonym kierunku. Trudno jest doskonalić zwierzęta już urodzone, ale można doskonalić populację w ten

Bardziej szczegółowo

GENETYKA POPULACJI. Fot. W. Wołkow

GENETYKA POPULACJI. Fot. W. Wołkow GENETYKA POPULACJI Fot. W. Wołkow GENETYKA POPULACJI Nauka która respektując zasady dziedziczenia z zakresu genetyki klasycznej bada mechanizmy dziedziczenia w odniesieniu do populacji Struktura genetyczna:

Bardziej szczegółowo

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT 2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ POPULACJI Fot. W. Wołkow Prowadzący: dr Wioleta Drobik-Czwarno; mgr Magdalena Kaczmarek-Okrój Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli

Bardziej szczegółowo

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 4 Biologia I MGR

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 4 Biologia I MGR GEETYKA POPULACJI Ćwiczenia 4 Biologia I MGR Ad. Ćwiczenia Liczba możliwych genotypów w locus wieloallelicznym Geny sprzężone z płcią Prawo Hardy ego-weinberga p +pq+q = p+q= m( m ) p P Q Q P p AA Aa wszystkich_

Bardziej szczegółowo

Genetyka i przyszłość człowieka

Genetyka i przyszłość człowieka Genetyka i przyszłość człowieka Czy nasz gatunek jest zagrożony? Prezentacja: http://www.igib.uw.edu.pl Co trzeba wiedzieć o genetyce Najważniejsze pojęcia Fenotyp Wszystko, co widzimy, zbiór obserwowalnych

Bardziej szczegółowo

Ekologia molekularna. wykład 4

Ekologia molekularna. wykład 4 Ekologia molekularna wykład 4 Zróżnicowanie między populacjami Przyczyny odchyleń od HWE Czynniki demograficzne nielosowe kojarzenie wsobność (inbred) struktura genetyczna populacji (subpopulacje) migracje

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie.

Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Teoria ewolucji. Dryf genetyczny. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Dryf genetyczny W populacjach o skończonej liczebności może dochodzić do zmian częstości alleli nawet jeżeli nie działa na nie dobór

Bardziej szczegółowo

GENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ

GENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ GENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ ZMIENNOŚĆ - występowanie dziedzicznych i niedziedzicznych różnic między osobnikami należącymi do tej samej

Bardziej szczegółowo

Genetyka ekologiczna i populacyjna W8

Genetyka ekologiczna i populacyjna W8 Genetyka ekologiczna i populacyjna W8 Genetyka populacji: Treść wykładów Zmienność genetyczna i środowiskowa Mutacje i rekombinacje Kojarzenie krewniacze Częstość genów i genotypów w populacji i prawdopodobieństwo

Bardziej szczegółowo

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT DRYF GENETYCZNY EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI PRZYROST INBREDU

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT DRYF GENETYCZNY EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI PRZYROST INBREDU ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT DRYF GENETYCZNY EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI PRZYROST INBREDU DRYF GENETYCZNY ) Każdy żywy organizm wytwarza więcej gamet, niż zdolne jest przetrwać (Darwin). 2) Przypadek

Bardziej szczegółowo

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Genetyka ogólna wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii andw@ibb.waw.pl http://arete.ibb.waw.pl/private/genetyka/ Program wykładu 1. Jakie

Bardziej szczegółowo

Genetyka populacyjna. Populacja

Genetyka populacyjna. Populacja Genetyka populacyjna Populacja 1 Populacja Populacja jest to zbiór osobników jednego gatunku żyjących na danym terytorium w danym czasie. Genetykę populacyjną interesuje tzw. populacja panmiktyczna (mendlowska),

Bardziej szczegółowo

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 3 Biologia I MGR

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 3 Biologia I MGR GENETYKA POPULACJI Ćwiczenia 3 Biologia I MGR Heterozygotyczność Rozpatrując różnorodność genetyczną w populacjach o układzie hierarchicznym zauważamy, że najwyższy poziom heterozygotyczności zawsze występuje

Bardziej szczegółowo

Genetyka Populacji http://ggoralski.com

Genetyka Populacji http://ggoralski.com Genetyka Populacji http://ggoralski.com Frekwencje genotypów i alleli Frekwencja genotypów Frekwencje genotypów i alleli Zadania P AA = 250/500 = 0,5 P Aa = 100/500 = 0,2 P aa = 150/500 = 0,3 = 1 Frekwencje

Bardziej szczegółowo

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja Podstawy teorii ewolucji Informacja i ewolucja Podręczniki 2 Dla zainteresowanych http://wps.prenhall.com/esm_freeman_evol_4/ 3 Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego

Bardziej szczegółowo

1 Podstawowe pojęcia z zakresu genetyki. 2 Podstawowy model dziedziczenia

1 Podstawowe pojęcia z zakresu genetyki. 2 Podstawowy model dziedziczenia Rachunek Prawdopodobieństwa MAP8 Wydział Matematyki, Matematyka Stosowana Projekt - zastosowania rachunku prawdopodobieństwa w genetyce Opracowanie: Antonina Urbaniak Podstawowe pojęcia z zakresu genetyki

Bardziej szczegółowo

Ewolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach

Ewolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach Ewolucjonizm NEODARWINIZM Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach Główne paradygmaty biologii Wspólne początki życia Komórka jako podstawowo jednostka funkcjonalna

Bardziej szczegółowo

Genetyka i przyszłość człowieka

Genetyka i przyszłość człowieka Genetyka i przyszłość człowieka Czy nasz gatunek jest zagrożony? Prezentacja: http://www.igib.uw.edu.pl Genetyka wg. Mendla Za dziedziczenie każdej cechy odpowiadają wyodrębnione jednostki (geny), które

Bardziej szczegółowo

Człowiek - manipulacje genetyczne?

Człowiek - manipulacje genetyczne? Człowiek - manipulacje genetyczne? Przepowiednie Rozwój medycyny doprowadzi do utraty naturalnej odporności człowieka? Pomaganie chorym na schorzenia genetyczne doprowadzi do pogorszenia puli genowej?

Bardziej szczegółowo

1 Genetykapopulacyjna

1 Genetykapopulacyjna 1 Genetykapopulacyjna Genetyka populacyjna zajmuje się badaniem częstości występowania poszczególnych alleli oraz genotypów w populacji. Bada także zmiany tych częstości spowodowane doborem naturalnym

Bardziej szczegółowo

Zadania maturalne z biologii - 7

Zadania maturalne z biologii - 7 Koło Biologiczne Liceum Ogólnokształcące nr II w Gliwicach 2015-2016 Zadania maturalne z biologii - 7 Zadania: Zad.1 (Jesika Stępień, Natalia Świetlak, Daniela Schwedka 3D) Przeczytaj tekst i na jego podstawie

Bardziej szczegółowo

Ekologia molekularna. wykład 6

Ekologia molekularna. wykład 6 Ekologia molekularna wykład 6 Tempo mutacji Tempo błędu polimerazy: 10-4 pomyłka polimerazy 10-8 po naprawie błędów Faktyczne tempo mutacji: 10-9/zasadę/pokolenie W genomie człowieka jest 3 x 109 zasad

Bardziej szczegółowo

Dryf genetyczny i jego wpływ na rozkłady próbek z populacji - modele matematyczne. Adam Bobrowski, IM PAN Katowice

Dryf genetyczny i jego wpływ na rozkłady próbek z populacji - modele matematyczne. Adam Bobrowski, IM PAN Katowice Dryf genetyczny i jego wpływ na rozkłady próbek z populacji - modele matematyczne Adam Bobrowski, IM PAN Katowice 1 Tematyka cyklu referatów Dryf genetyczny Matematyczne modele równowagi między mutacja

Bardziej szczegółowo

o cechach dziedziczonych decyduje środowisko, a gatunki mogą łatwo i spontanicznie przechodzić jedne w drugie

o cechach dziedziczonych decyduje środowisko, a gatunki mogą łatwo i spontanicznie przechodzić jedne w drugie Iwan Miczurin (1855-1935) Trofim Denisowicz Łysenko (1898-1976) przy interwencji człowieka możliwe jest zmuszenie każdej formy zwierzęcia lub rośliny do znacznie szybszych zmian, w kierunku pożądanym przez

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dobór płciowy i krewniaczy. Adaptacje. Dryf genetyczny.

Teoria ewolucji. Dobór płciowy i krewniaczy. Adaptacje. Dryf genetyczny. Teoria ewolucji. Dobór płciowy i krewniaczy. Adaptacje. Dryf genetyczny. Dobór i złożone zachowania Nie istnieje dobór grupowy ( dobro gatunku ) Istnieje dobór krewniaczy Istnieją złożone strategie sygnałów

Bardziej szczegółowo

Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964)

Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964) Dobór i adaptacja Dobór krewniaczy Strategie ewolucyjne zwiększające sukces reprodukcyjny krewnych kosztem własnego (Hamiliton, 1964) Dostosowanie łączne (inclusive fitness) Dostosowanie organizmu jest

Bardziej szczegółowo

Anna Szewczyk. Wydział Geodezji Górniczej i InŜynierii środowiska AGH

Anna Szewczyk. Wydział Geodezji Górniczej i InŜynierii środowiska AGH Anna Szewczyk Wydział Geodezji Górniczej i InŜynierii środowiska AGH Zastosowania biblioteki Genetics programu R The genetics Package Tytuł: Populacja genetyczna Wersja:1.2.0 Data utworzenia: 2005-11-09

Bardziej szczegółowo

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja Podstawy teorii ewolucji Informacja i ewolucja Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A pgolik@igib.uw.edu.pl Informacje, materiały: http://www.igib.uw.edu.pl/

Bardziej szczegółowo

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Badanie relacji genotyp-fenotyp u człowieka Analiza sprzężeń - poszukiwanie rejonów chromosomu położonych blisko genu determinującego daną cechę Analiza asocjacji

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki. ESPZiWP 2010

Podstawy genetyki. ESPZiWP 2010 Podstawy genetyki ESPZiWP 2010 Genetyka - nauka o dziedziczności i zmienności organizmów, wyjaśniająca prawa rządzące podobieństwami i różnicami pomiędzy osobnikami spokrewnionymi przez wspólnego przodka

Bardziej szczegółowo

Zmienność. środa, 23 listopada 11

Zmienność.  środa, 23 listopada 11 Zmienność http://ggoralski.com Zmienność Zmienność - rodzaje Zmienność obserwuje się zarówno między poszczególnymi osobnikami jak i między populacjami. Różnice te mogą mieć jednak różne podłoże. Mogą one

Bardziej szczegółowo

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Genetyka ogólna wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii andw@ibb.waw.pl http://arete.ibb.waw.pl/private/genetyka/ Choroby genetyczne o złożonym

Bardziej szczegółowo

WSTĘP. Copyright 2011, Joanna Szyda

WSTĘP. Copyright 2011, Joanna Szyda BIOINFORMATYKA 1. Wykład wstępny 2. Struktury danych w badaniach bioinformatycznych 3. Bazy danych: projektowanie i struktura 4. Bazy danych: projektowanie i struktura 5. Równowaga Hardyego-Weinberga,

Bardziej szczegółowo

Podstawy genetyki populacji SYLABUS A. Informacje ogólne

Podstawy genetyki populacji SYLABUS A. Informacje ogólne Podstawy genetyki populacji A. Informacje ogólne Elementy sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Kod Rodzaj Rok studiów /semestr

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Teoria ewolucji Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A pgolik@igib.uw.edu.pl Informacje, materiały: http://www.igib.uw.edu.pl/

Bardziej szczegółowo

a) Zapisz genotyp tego mężczyzny... oraz zaznacz poniżej (A, B, C lub D), jaki procent gamet tego mężczyzny będzie miało genotyp ax b.

a) Zapisz genotyp tego mężczyzny... oraz zaznacz poniżej (A, B, C lub D), jaki procent gamet tego mężczyzny będzie miało genotyp ax b. W tomie 2 zbioru zadań z biologii z powodu nieprawidłowego wprowadzenia komendy przenoszenia spójników i przyimków do następnej linii wystąpiła zamiana samotnych dużych liter (A, I, W, U) na małe litery.

Bardziej szczegółowo

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Geny i chromosomy Allele genów zlokalizowanych na różnych chromosomach segregują niezależnie (II prawo Mendla) Dla 2 genów: 4 równoliczne klasy gamet W. S Klug, M.R

Bardziej szczegółowo

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Genetyka ogólna wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii andw@ibb.waw.pl http://arete.ibb.waw.pl/private/genetyka/ gamety matczyne Genetyka

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy. Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór płciowy. Dobór naturalny } Działa na dowolne aspekty zmienności fenotypowej } W ewolucji ma znaczenie gdy działa na te aspekty fenotypu, które są odziedziczalne

Bardziej szczegółowo

NaCoBeZu klasa 8 Dział Temat nacobezu programu I. Genetyka 1. Czym jest genetyka? 2. Nośnik informacji genetycznej DNA 3. Podziały komórkowe

NaCoBeZu klasa 8 Dział Temat nacobezu programu I. Genetyka 1. Czym jest genetyka? 2. Nośnik informacji genetycznej DNA 3. Podziały komórkowe NaCoBeZu klasa 8 Dział programu Temat nacobezu I. Genetyka 1. Czym jest genetyka? wymieniam zakres badao genetyki rozróżniam cechy dziedziczne i niedziedziczne wskazuję cechy indywidualne i gatunkowe omawiam

Bardziej szczegółowo

Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek

Podstawy ewolucji molekularnej. Ewolucja sekwencji DNA i białek Podstawy ewolucji molekularnej Ewolucja sekwencji DNA i białek Podręczniki Populacja Grupa krzyżujących się ze sobą osobników oraz ich potomstwo Zbiór wszystkich alleli populacji pula genowa Najprostszy

Bardziej szczegółowo

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Badanie relacji genotyp-fenotyp u człowieka Analiza sprzężeń - poszukiwanie rejonów chromosomu położonych blisko genu determinującego daną cechę Analiza asocjacji

Bardziej szczegółowo

ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra Dział VII. EKOLOGIA NAUKA O ŚRODOWISKU

ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra Dział VII. EKOLOGIA NAUKA O ŚRODOWISKU Dział VII. EKOLOGIA NAUKA O ŚRODOWISKU wyróżnia elementy żywe i nieożywione w obserwowanym ekosystemie oblicza zagęszczenie wybranej rośliny na badanym terenie określa znaczenie wiedzy ekologicznej w życiu

Bardziej szczegółowo

Depresja inbredowa i heterozja

Depresja inbredowa i heterozja Depresja inbredowa i heterozja Charles Darwin Dlaczego rośliny chronią się przed samozapyleniem? Doświadczenie na 57 gatunkach roślin! Samozapłodnienie obniża wigor i płodność większości z 57 gatunków

Bardziej szczegółowo

Mapowanie genów cz owieka. podstawy

Mapowanie genów cz owieka. podstawy Mapowanie genów czowieka podstawy Sprzężenie Geny leżące na różnych chromosomach spełniają II prawo Mendla Dla 2 genów: 4 równoliczne klasy gamet W. S Klug, M.R Cummings Concepts of Genetics 8 th edition,

Bardziej szczegółowo

GENETYKA. Genetyka. Dziedziczność przekazywanie cech rodziców potomstwu Zmienność występowanie różnic pomiędzy różnymi osobnikami tego samego gatunku

GENETYKA. Genetyka. Dziedziczność przekazywanie cech rodziców potomstwu Zmienność występowanie różnic pomiędzy różnymi osobnikami tego samego gatunku GENETYKA Genetyka Nauka o dziedziczności i zmienności organizmów, wyjaśniająca prawa rządzące podobieństwami i różnicami pomiędzy osobnikami spokrewnionymi przez wspólnego przodka Dziedziczność przekazywanie

Bardziej szczegółowo

Ekologia molekularna. wykład 1

Ekologia molekularna. wykład 1 Ekologia molekularna wykład 1 Dobór i ewolucja Ewolucja = zmienność + dobór 1. Rodzi się więcej osobników niż jest w stanie przeżyć. 2. Osobniki różnią się między sobą (zmienność). Różnice te wpływają

Bardziej szczegółowo

Biologia medyczna, lekarski Ćwiczenie ; Ćwiczenie 19

Biologia medyczna, lekarski Ćwiczenie ; Ćwiczenie 19 Ćwiczenie 19 Fenotyp sportowca. Geny warunkujące fenotyp sportowca. Testy DNA w ocenie predyspozycji sportowych i ich aspekty etyczne. Genetyka cech ilościowych. Prof. dr hab. Roman Zieliński 1. "Fenotyp

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Teoria ewolucji Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Ewolucja Znaczenie ogólne: zmiany zachodzące stopniowo w czasie W biologii ewolucja biologiczna W astronomii i kosmologii ewolucja gwiazd i wszechświata

Bardziej szczegółowo

Genetyka populacji. Efektywna wielkość populacji

Genetyka populacji. Efektywna wielkość populacji Genetyka populacji Efektywna wielkość populacji DRYF GENETYCZNY Przypadkowe zmiany częstości alleli szczególnie ważne w małych populacjach 2015-10-22 2 DRYF GENETYCZNY Wybieramy z dużej populacji o p=q=0,5

Bardziej szczegółowo

Ekologia ogólna. wykład 4. Metody molekularne Genetyka populacji

Ekologia ogólna. wykład 4. Metody molekularne Genetyka populacji Ekologia ogólna wykład 4 Metody molekularne Genetyka populacji Kalosze vs. fartuchy wykład 4/2 Techniki molekularne DNA mitochondrialne / chloroplastowe Konserwowane ewolucyjne, wiele kopii w komórce Wykorzystanie

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie.

Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie. Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie. Ewolucja biologiczna } Znaczenie ogólne: } proces zmian informacji genetycznej (częstości i rodzaju alleli), } które to zmiany są przekazywane z pokolenia

Bardziej szczegółowo

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy

Analiza sprzężeń u człowieka. Podstawy Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Geny i chromosomy Allele genów zlokalizowanych na różnych chromosomach segregują niezależnie (II prawo Mendla) Dla 2 genów: 4 równoliczne klasy gamet W. S Klug, M.R

Bardziej szczegółowo

Mech c aniz i my m y e w e o w lu l cj c i. i Powstawanie gatunku.

Mech c aniz i my m y e w e o w lu l cj c i. i Powstawanie gatunku. Mechanizmy ewolucji. Powstawanie gatunku. 1. Gatunek jako pula genowa prawo Hardyego Weinberga. 2. Dobór naturalny. 3. Dryf genetyczny (efekt założyciela, efekt wąskiego gardła). 4. Mechanizmy specjacji.

Bardziej szczegółowo

Ślady wspólnego pochodzenia. Biogeografia.

Ślady wspólnego pochodzenia. Biogeografia. Ślady wspólnego pochodzenia Biogeografia. Biogeografia Pokrewieństwo (np. badane molekularnie) zwykle koreluje z podobnym rozmieszczeniem geograficznym prosta konsekwencja ewolucji przez specjację Campanulaceae

Bardziej szczegółowo

Składniki jądrowego genomu człowieka

Składniki jądrowego genomu człowieka Składniki jądrowego genomu człowieka Genom człowieka 3 000 Mpz (3x10 9, 100 cm) Geny i sekwencje związane z genami (900 Mpz, 30% g. jądrowego) DNA pozagenowy (2100 Mpz, 70%) DNA kodujący (90 Mpz ~ ok.

Bardziej szczegółowo

Zadania z genetyki. Jacek Grzebyta. 21.XII.2005 version Powered by Λ. L A TEX 4 Unicode

Zadania z genetyki. Jacek Grzebyta. 21.XII.2005 version Powered by Λ. L A TEX 4 Unicode Zadania z genetyki Jacek Grzebyta 21.XII.2005 version 0.9.1 Powered by Λ L A TEX 4 Unicode Geny sprzężone 1. Po skrzyżowaniu dwóch roślin pomidora otrzymano wyłącznie rośliny o owocach gładkich, liściach

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Podstawy ewolucji molekularnej

Teoria ewolucji. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Podstawy ewolucji molekularnej Teoria ewolucji. Losy gatunków: specjacja i wymieranie. Podstawy ewolucji molekularnej Specjacja } Pojawienie się bariery reprodukcyjnej między populacjami dające początek gatunkom } Specjacja allopatryczna

Bardziej szczegółowo

Wprowadzenie do genetyki medycznej i sądowej

Wprowadzenie do genetyki medycznej i sądowej Genetyka medyczno-sądowa Wprowadzenie do genetyki medycznej i sądowej Kierownik Pracowni Genetyki Medycznej i Sądowej Ustalanie tożsamości zwłok Identyfikacja sprawców przestępstw Identyfikacja śladów

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dobór płciowy i krewniaczy. Altruizm. Adaptacjonizm i jego granice.

Teoria ewolucji. Dobór płciowy i krewniaczy. Altruizm. Adaptacjonizm i jego granice. Teoria ewolucji Dobór płciowy i krewniaczy. Altruizm. Adaptacjonizm i jego granice. Szczególne rodzaje doboru } Dobór płciowy } Dobór krewniaczy } Dobór grupowy? 2 Dobór i złożone zachowania } Nie istnieje

Bardziej szczegółowo

Ekologia molekularna. wykład 14. Genetyka ilościowa

Ekologia molekularna. wykład 14. Genetyka ilościowa Ekologia molekularna wykład 14 Genetyka ilościowa Dziedziczenie mendlowskie wykład 14/2 Cechy wieloczynnikowe (ilościowe) wzrost masa ciała kolor skóry kolor oczu itp wykład 14/3 Rodzaje cech ilościowych

Bardziej szczegółowo

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór p ciowy i krewniaczy. Adaptacje.

Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór p ciowy i krewniaczy. Adaptacje. Teoria ewolucji. Dobór naturalny. Dobór p ciowy i krewniaczy. Adaptacje. Dzia anie doboru Dobór kierunkowy Przesuwa rozkład cechy Dobór stabilizujący Utrzymuje średni fenotyp, odrzuca skrajne Dobór równoważący

Bardziej szczegółowo

Genetyka i przyszłość człowieka. Prezentacja:

Genetyka i przyszłość człowieka. Prezentacja: Genetyka i przyszłość człowieka Prezentacja: http://www.igib.uw.edu.pl Pierwsze próby opisania dziedziczenia Zjawisko dziedziczenia zauważyli i próbowali wyjaśniać klasycy filozofii greckiej Hipokrates

Bardziej szczegółowo

Algorytm genetyczny (genetic algorithm)-

Algorytm genetyczny (genetic algorithm)- Optymalizacja W praktyce inżynierskiej często zachodzi potrzeba znalezienia parametrów, dla których system/urządzenie będzie działać w sposób optymalny. Klasyczne podejście do optymalizacji: sformułowanie

Bardziej szczegółowo

Zarządzanie populacjami zwierząt. Efektywna wielkość populacji Wykład 3

Zarządzanie populacjami zwierząt. Efektywna wielkość populacji Wykład 3 Zarządzanie populacjami zwierząt Efektywna wielkość populacji Wykład 3 DRYF GENETYCZNY Przypadkowe zmiany częstości alleli szczególnie ważne w małych populacjach DRYF GENETYCZNY Wybieramy z dużej populacji

Bardziej szczegółowo

Temat 12. Mechanizmy ewolucji

Temat 12. Mechanizmy ewolucji Temat 12 Mechanizmy ewolucji Program Ewolucja Jest to darmowy program edukacyjny, dostępny pod adresem: http://www.staff.amu.edu.pl/~krzychu/html/index.php?page=prog Autor programu: Krzysztof Kościński.

Bardziej szczegółowo

Biologia molekularna z genetyką

Biologia molekularna z genetyką Biologia molekularna z genetyką P. Golik i M. Koper Konwersatorium 2: Analiza genetyczna eukariontów Drosophilla melanogaster Makrokierunek: Bioinformatyka i Biologia Systemów; 2016 Opracowano na podstawie

Bardziej szczegółowo

Jak powstają nowe gatunki. Katarzyna Gontek

Jak powstają nowe gatunki. Katarzyna Gontek Jak powstają nowe gatunki Katarzyna Gontek Powstawanie gatunków (specjacja) to proces biologiczny, w wyniku którego powstają nowe gatunki organizmów. Zachodzi na skutek wytworzenia się bariery rozrodczej

Bardziej szczegółowo

Badania asocjacyjne w skali genomu (GWAS)

Badania asocjacyjne w skali genomu (GWAS) Badania asocjacyjne w skali genomu (GWAS) Wstęp do GWAS Część 1 - Kontrola jakości Bioinformatyczna analiza danych Wykład 2 Dr Wioleta Drobik-Czwarno Katedra Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt Badania

Bardziej szczegółowo

[ IMIĘ I NAZWISKO:. KLASA NR.. ] Zadania genetyczne

[ IMIĘ I NAZWISKO:. KLASA NR.. ] Zadania genetyczne Zadanie 1. (2 pkt). Ciemnooki mężczyzna, którego ojciec miał oczy piwne a matka niebieskie, poślubił ciemnooką kobietę. Syn tej pary jest niebieskooki. Przyjmując oznaczenia: allel dominujący (barwnik

Bardziej szczegółowo

Ekologia wyk. 1. wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych

Ekologia wyk. 1. wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych Ekologia wyk. 1 wiedza z zakresu zarówno matematyki, biologii, fizyki, chemii, rozumienia modeli matematycznych Ochrona środowiska Ekologia jako dziedzina nauki jest nauką o zależnościach decydujących

Bardziej szczegółowo

Pokrewieństwo, rodowód, chów wsobny

Pokrewieństwo, rodowód, chów wsobny Pokrewieństwo, rodowód, chów wsobny Pokrewieństwo Pokrewieństwo, z punktu widzenia genetyki, jest podobieństwem genetycznym. Im osobniki są bliżej spokrewnione, tym bardziej są podobne pod względem genetycznym.

Bardziej szczegółowo

a) lokalizacja DNA i RNA w komórkach stożka wzrostu korzenia Allium cepa prep. mikr. rys.

a) lokalizacja DNA i RNA w komórkach stożka wzrostu korzenia Allium cepa prep. mikr. rys. Program ćwiczeń z przedmiotu GENETYKA dla kierunku Dietetyka studia stacjonarne licencjat, rok I 2015/2016 Ćwiczenie nr 1 (23.02.2016r.) 1. Omówienie regulaminu zajęć. 2. Budowa mikroskopu i zasady techniki

Bardziej szczegółowo

Plan wykładów z genetyki ogólnej

Plan wykładów z genetyki ogólnej Plan wykładów z genetyki ogólnej 01 Metody genetyki klasycznej 02 Metody analizy DNA 03 Metody analizy genomu 04 Genomy prokariontów 05 Genomy eukariontów 06 Zmienność genomów w populacjach 07 Genomy a

Bardziej szczegółowo