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

Transkrypt

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

2 POPULACJA Zbiór organizmów żywych, które łączy jakaś własność, np.: przynależność do jednostki systematycznej bytują w danym środowisku Subpopulacja: grupa osobników danego gatunku zajmujących dane siedlisko Cechy charakterystyczne: Wielkość, liczebność, gęstość Określona struktura wieku i płci Organizacja przestrzenna, socjalna, zdolność do ruchu i migracji Różnorodność genotypowa i fenotypowa Procesy wewnątrzpopulacyjne (rozrodczość, śmiertelność)

3 GENETYKA POPULACJI Nauka która respektując zasady dziedziczenia z zakresu genetyki klasycznej bada mechanizmy dziedziczenia w odniesieniu do populacji Struktura genetyczna: opis alleli i genotypów w poszczególnych loci wraz z częstością (prawdopodobieństwem) ich występowania w populacji

4 STRUKTURA GENETYCZNA POPULACJI - A1 - A2 W populacji organizmów haploidalnych frekwencja alleli jest równa frekwencji genotypów

5 STRUKTURA GENETYCZNA POPULACJI N ogólna liczba osobników m liczba alleli w danym locus A umownie oznaczamy allel dominujący a umownie oznaczamy allel recesywny Loci dwualleliczne: p = częstość alellu A, p=p+1/2q, p 1 q = częstość allelu a, q=r+1/2q, q 1 p + q = 1 Trzy formy genotypów: P = częstość występowania homozygot dominujących AA Q = częstość występowania heterozygot Aa R = częstość występowania homozygot recesywnych aa Loci wieloalleliczne liczba możliwych genotypów: m(m+1)/2

6 STRUKTURA GENETYCZNA POPULACJI Locus D u kotów odpowiedzialne jest za rozjaśnienie podstawowej barwy sierści. W locus tym występują dwa allele, z których jeden ma charakter dominujący (A), natomiast drugi recesywny (a). Podaj frekwencje alleli i genotypów dla poniższej populacji. A a

7 PRAWO HARDY EGO-WEINBERGA W populacji znajdującej się w stanie równowagi genetycznej częstość występowania genotypów zależy wyłącznie od częstości alleli i jest stała z pokolenia na pokolenie p 2 2pq q 2 = frakcja homozygot AA = frakcja heterozygotyczna = frakcja homozygot aa (p + q) 2 = p 2 + 2pq + q 2 = 1

8 ZAŁOŻENIA DO PRAWA HARDY EGO I WEINBERGA 1. Organizmy są diploidalne 2. Rozmnażanie płciowe 3. Pokolenia nie zachodzą na siebie 4. Rozpatrywane są pojedyncze loci 5. Kojarzenia wyłącznie losowe 6. Populacja jest nieskończenie liczna 7. Brak wpływu czynników zewnętrznych, które mogą zmieniać frekwencję genów i genotypów Migracja Dryf genetyczny Selekcja Mutacje

9 Częstość genotypu CZĘSTOŚĆ GENOTYPÓW WYNIKAJĄCA Z PRAWA HARDY EGO I WEINBERGA Częstość allelu a

10 RÓWNOWAGA HARDY EGO-WEINBERGA A ANALIZA STRUKTURY GENETYCZNEJ POPULACJI Heterozygotyczność oczekiwana (H e ) frekwencja heterozygot oszacowana dla frekwencji alleli danego locus w populacji w warunkach równowagi Hardy ego-weinberga. Heterozygotyczność obserwowana (H o ) rzeczywista frekwencja heterozygot występujących w populacji. Odstępstwa od równowagi HW świadczą o obecności procesów demograficznych, które zmieniają (zaburzają) frekwencje i rozkład alleli

11 ZADANIA: 1) U muszek owocówek szara barwa tułowia warunkowana jest dominującym allelem A, podczas gdy czarna allelem recesywnym a. Do słoika wpuszczono 210 szarych homozygotycznych drozofili oraz 90 czarnych. 1) Oblicz częstość alleli wyznaczających barwę tułowia. 2) Czy populacja jest w równowadze genetycznej? 3) Oblicz oczekiwany rozkład alleli, genotypów i fenotypów w pokoleniu F1 2) Oblicz heterozygotyczność oczekiwaną dla każdej z populacji w tabeli. Która z nich znajduje się w równowadze genetycznej? populacja\genotypy AA Aa aa ) Oblicz częstość występowania alleli i genotypów w populacji liczącej 1000 muszek, z których 840 ma szarą barwę tułowia, a 520 jest homozygotami.

12 GENY SPRZĘŻONE Z PŁCIĄ Geny zlokalizowane na chromosomach płci np. hemofilia, daltonizm Hemofilia Gen odpowiedzialny za krzepliwość krwi jest zlokalizowany na chromosomie X i oznacza się go H, recesywny allel tego genu h, jest odpowiedzialny za hemofilię

13 PRAWO HARDY EGO-WEINBERGA DLA GENÓW SPRZĘŻONYCH Z PŁCIĄ U samców częstość genotypów równa jest częstości alleli p+q=1 U samic częstość genotypów wyrażana jest klasycznym wzorem na prawo H-W p 2 +2pq+q 2 =1

14 ZADANIA: Kolor rudy u kotów związany jest z locus położonym na chromosomie X. W locus tym mogą występować dwa allele. Allel O blokuje produkcje eumelaniny (zależnie od typu: kolor czarny, czekoladowy, cynamonowy) oraz allel o, który nie blokuje produkcji eumelaniny. Możliwe genotypy: Oo szylkretowe, OO rude, oo czarne (lub inne ) p - frekwencja allelu O q - frekwencja allelu o 1. Szylkretowa kotka urodziła kocięta, wśród których były rude kotki oraz dwa koty jeden rudy, drugi czarny. Jaki był samiec. 2. Ile będzie kotów czarnych, rudych i szylkretowych w populacji liczącej 1000 osobników w której p=q. *Przyjmujemy równą liczbę samców i samic Źródło:

15 ZADANIA: 1. Gen recesywny d powoduje daltonizm i występuje z częstością q = 0,08. Jaka jest frekwencja genotypów u kobiet i mężczyzn pod względem tej sprzężonej z płcią cechy?