Bliskie Spotkanie z Biologią. Genetyka populacji

Podobne dokumenty
ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 1 Biologia I MGR /

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

Zadania maturalne z biologii - 7

GENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ

Modelowanie ewolucji. Dobór i dryf genetyczny

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

GENETYKA POPULACJI. Fot. W. Wołkow

Dobór naturalny. Ewolucjonizm i eugenika

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 4 Biologia I MGR

Ekologia molekularna. wykład 3

Genetyka populacyjna

Genetyka populacyjna. Populacja

Genetyka populacyjna. Populacja

GENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 3 Biologia I MGR

Genetyka ekologiczna i populacyjna W8

Genetyka Populacji

2. CZYNNIKI ZABURZAJĄCE RÓWNOWAGĘ GENETYCZNĄ

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja.

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

1 Podstawowe pojęcia z zakresu genetyki. 2 Podstawowy model dziedziczenia

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

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

ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT DRYF GENETYCZNY EFEKTYWNA WIELKOŚĆ POPULACJI PRZYROST INBREDU

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Elementy teorii informacji w ewolucji

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

Dobór naturalny i dryf

1 Genetykapopulacyjna

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY

Podstawy genetyki populacji. Genetyka mendlowska i ewolucja

Pamiętając o komplementarności zasad azotowych, dopisz sekwencję nukleotydów brakującej nici DNA. A C C G T G C C A A T C G A...

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Podstawy teorii ewolucji. Informacja i ewolucja

Biologia medyczna, lekarski Ćwiczenie ; Ćwiczenie 19

Zadania do cz. II (z frekwencji i prawa Hardy ego-weinberga)

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

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

Imię i nazwisko...kl...

Temat 12. Mechanizmy ewolucji

Ekologia molekularna. wykład 4

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

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

GIMNAZJUM SPRAWDZIANY SUKCES W NAUCE

I. Genetyka. Dział programu Lp. Temat konieczny podstawowy rozszerzający

Anna Szewczyk. Wydział Geodezji Górniczej i InŜynierii środowiska AGH

6. Uzupełnij zdanie, wstawiajac w odpowiednie miejsce wyrażenie ujawni się lub nie ujawni się :

Składniki jądrowego genomu człowieka

Teoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.

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

Selekcja, dobór hodowlany. ESPZiWP

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

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

2. Rozdział materiału genetycznego w czasie podziałów komórkowych - mitozy i mejozy

Teoria ewolucji. Podstawy wspólne pochodzenie.

Konkurs szkolny Mistrz genetyki etap II

Temat 6: Genetyczne uwarunkowania płci. Cechy sprzężone z płcią.

Ekologia molekularna. wykład 6

Biologiczne podstawy ewolucji. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

WSTĘP. Copyright 2011, Joanna Szyda

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

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

Ekologia ogólna. wykład 4. Metody molekularne Genetyka populacji

Rozkład materiału z biologii do klasy III.

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

Zarządzanie populacjami zwierząt. Efektywna wielkość populacji Wykład 3

Biologiczne podstawy ewolucji. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Konspekt do zajęć z przedmiotu Genetyka dla kierunku Położnictwo dr Anna Skorczyk-Werner Katedra i Zakład Genetyki Medycznej

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

Program ćwiczeń z przedmiotu BIOLOGIA MOLEKULARNA I GENETYKA, część I dla kierunku Lekarskiego, rok I 2015/2016. Ćwiczenie nr 1 (

Genetyka populacji. Efektywna wielkość populacji

Wprowadzenie do genetyki medycznej i sądowej

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

Genetyka i przyszłość człowieka

Przedmiot: Biologia (klasa ósma)

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

Poziom wymagań. ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra ocena celująca. I. Genetyka

PRZEDMIOT : BIOLOGIA KLASA: ÓSMA. Na ocenę dobrą uczeń:

Dziedziczenie cech sprzężonych, crossing-over i mapy chromosomów

Zmienność. środa, 23 listopada 11

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

Przedmiotowe zasady oceniania wymagania na poszczególne oceny szkolne

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

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8

Ćwiczenie 3/4. Prawa Mendla: zadania, analiza rodowodów Sprzężenia i odległość genetyczna. Kariotypy i chromosomopatie. Prof. dr hab.

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII KLASA 8 DOBRY. DZIAŁ 1. Genetyka (10 godzin)

Przedmiotowe zasady oceniania wymagania na poszczególne oceny szkolne Klasa 8

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy VIII szkoły podstawowej

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8. Szkoły Podstawowej im. Haliny Grabowskiej Zety w Chlinie. na rok szkolny 2018/2019

Wymagania edukacyjne niezbędne do uzyskania poszczególnych śródrocznych i rocznych ocen klasyfikacyjnych- klasa VIII

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy III gimnazjum.

WYMAGANIA EDUKACYJNE

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII DLA KLASY 8 SZKOŁY PODSTAWOWEJ

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8 szkoły podstawowej oparte na Programie nauczania biologii Puls życia autorstwa Anny Zdziennickiej

Poziom wymagań. ocena dopuszczająca ocena dostateczna ocena dobra ocena bardzo dobra ocena celująca

Transkrypt:

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) Podsumowanie

Częstości alleli w populacji 3 2 + 6 1 = 12 kopii czerwonego allelu 3 2 + 6 1 = 12 kopii zielonego allelu 2 12 = 24 kopii obu alleli Frekwencja (częstość) allelu w populacji to proporcja liczby kopii tego allelu do liczby kopii wszystkich (obu) alleli w populacji: częstość( czerwony ) = p = 12 / 24 = 0.5 częstość( zielony ) = q = 12 / 24 = 0.5 p + q = 1

Częstości alleli w populacji 3 2 + 6 1 = 12 kopii czerwonego allelu 3 2 + 6 1 = 12 kopii zielonego allelu 2 12 = 24 kopii obu alleli częstości alleli w populacji: p = D + H/2 q = R + H/2 (lub q = 1 p) gdy D częstość homozygot dominujących (3 czerwone homozygoty / 12 osob.) R częstość homozygot recesywnych (3 zielone homozygoty / 12 osob.) H częstość heterozygot (6 czerwono-zielonych heterozygot / 12 osob.) D + H + R = 1 (częstości wszystkich genotypów sumują się do 1)

G.H. Hardy W. Weinberg Prawo Hardy ego - Weinberga

Pojedynczy cykl życia diploidalnej i rozmnażającej się płciowo populacji 1n 2n

Faza haploidalna (1n) populacji (pula genowa) Jeżeli pula genowa jest nieskończenie liczna, to prawdopodobieństwo jednoczesnego wylosowania komórki jajowej ( ) z allelem A i plemnika ( ) z allelem A wynosi Pr( =A, =A) = p p Podobnie: Pr( =A, =a) = p q Pr( =a, =A) = q p Pr( =a, =a) = q q AA Aa aa p 2 2pq q 2

Jeżeli populacja spełnia następujące warunki: 1. Nieskończona liczebność 2. Brak mutacji 3. Brak migracji 4. Brak doboru/selekcji 5. Dyskretne pokolenia (nie zachodzące) 6. Obupłciowość i zdolność do samozapłodnienia Wówczas częstości alleli pozostają bez zmian (tzw. stan równowagi Hardy ego-weinberga)

Zastosowanie prawa Hardy ego-weinberga (H-W) Zakładając, że populacja spełnia warunki H-W Jeżeli znane są częstości alleli to proporcje genotypów wynoszą: D = p 2 H = 2pq i R = q 2 W przypadku cech uwarunkowanych według pełnej dominacji q 2 = R => q = R i p = 1 q

Przykład: Wśród rasy białej populacji ludzkiej 84% osób ma czynnik krwi Rh + (uwarunkowany dominującym genem D). Jaka będzie częstość genotypów DD i Dd, jeśli kojarzenie jest losowe? Jaka będzie częstość genów D i d, pod tym samym założeniem? D cz. genotypu DD H cz. genotypu Dd R cz. genotypu dd D + H = 0.84 R = 1 0.84 = 0.16 q częstość allelu recesywnego (d) q = R = 0.16 = 0.4 p = 1 q = 1 0.4 = 0.6

N Wielkość populacji (N) http://ekoblogia.pl/energia-z-blota-w-zasiegu-reki N >> 1000 średnio N 45 / populację http://www.survoldefrance.fr/

Z ekologicznego punktu widzenia właściwością populacji jest całkowita liczebność (wielkość) populacji. Ograniczenie miejsca Ograniczenie zasobów pokarmowych Presja drapieżców Z genetycznego punktu widzenia właściwością populacji jest efektywna liczebność (wielkość) populacji, która wiąże się ze zdolnością do przekazywania informacji genetycznej (poprzez reprodukcję). Efektywna wielkość populacji jest to wielkość populacji idealnej, w której każdy osobnik ma jednakowy udział w reprodukcji

Ograniczona wielkość populacji powoduje losowe zmiany w częstości alleli. Zmiany te postępujące w czasie mogą spowodować utrwalenie (p = 1) lub utratę (p = 0) danego allela. Tempo zmian jest odwrotnie proporcjonalne do wielkości populacji. Losowe zmiany częstości alleli będące efektem niewielkiej liczebności populacji nazywamy dryfem genetycznym.

Główna populacja: Przeważają osoby z normalnym owłosieniem głowy Łysi stanowią 3 / 27 całej populacji Kolonizacja niezaludnionego obszaru: Przeważają osoby z normalnym owłosieniem głowy Łysi stanowią 3 / 8 populacji założycielskiej

Okres wzrostu populacji: Losowe kojarzenie Okres wzrostu populacji: Dryf genetyczny powoduje wzrost proporcji łysych

Okres wzrostu populacji: Dryf genetyczny powoduje wzrost proporcji łysych Populacja ustabilizowana: Proporcja łysych 29/36

Kataklizm demograficzny: Czynnik redukujący liczebność działa losowo (bez względu na fenotyp) Zredukowana populacja: Proporcja łysych: 3/5

Okres wzrostu populacji: Kojarzenie losowe Okres wzrostu populacji: Kojarzenie losowe przewaga łysych Jako efekt kataklizmu

Okres wzrostu populacji: Dryf genetyczny działą bezkierunkowo tu zwiększając proporcję owłosionych Okres wzrostu populacji: Proporcja łysych: 7/19

Efekt założyciela Efekt założyciela: skutek szczególnej postaci dryfu genetycznego zachodzący, gdy populacja w przeszłości przeszła przez stadium zredukowanej liczebności wskutek kolonizacji nowego terytorium przez niewielką liczbę osobników

Efekt wąskiego gardła Efekt wąskiego gardła: skutek szczególnej postaci dryfu genetycznego zachodzący, gdy populacja w przeszłości przeszła przez stadium zredukowanej liczebności wskutek katastrofy demograficznej

Film w całości dostępny na stronie serwisu YouTube pod tytułem Founder Effect, Bottle Necking, and Genetic Drift Link: http://www.youtube.com/watch?v=q6jea2olnts

Przykład efektu założyciela: W 1814 roku 15 Brytyjczyków zasiedliło wyspę Tristan da Cunha na południowym Atlantyku. Wśród założycieli jeden cierpiał na rzadką dziedziczną chorobę wzroku (retinopatia barwnikowa). W latach 60-tych XX w. spośród 240 potomków dawnych założycieli aż 4 cierpiało na tę przypadłość. Częstość recesywnego genu retinopatii 0.15 0.1 0.05 0 Tristan Populacja ogółem

Genetyka populacji Podejmuje problemy dziedziczenia z perspektywy populacji Łączy darwinowską teorię ewolucji z mendlowską teorią dziedziczenia Rozważa ewolucję jako zmianę częstości alleli, któta następuje w efekcie działania 4 głównych czynników: doboru naturalnego, dryfu genetycznego, migracji i mutacji. Pozwala badać historię populacji i gatunków na podstawie zmienności genetycznej (zapisanej w sekwencji DNA)