Back to chapter

32.1:

Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° популяции?

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
What is Population Genetics?

Languages

Share

Π“Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° популяции относится ΠΊ исслСдованию Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΈ частоты Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈ Π³Π΅Π½ΠΎΠ² Π² популяциях. ИмСнно такая вариация Π΄Π΅Π»Π°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ. ГСнСтичСский состав популяции характСризуСтся описаниСм гСнСтичСского Ρ„ΠΎΠ½Π΄Π° популяции, всСх Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ локусС Π² популяции.Если Π΄Π²Π° ΠΈΠ»ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ аллСля присутствуСт Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ локусС, особи ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π³ΠΎΠΌΠΎΠ·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ, имСя Π΄Π²Π° ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… аллСля, ΠΈΠ»ΠΈ Π³Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΎΠ·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π½Ρ‹ΠΌΠΈ, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ аллСля Π² локусС. НапримСр, Π² популяции Π±Π΅Π»ΠΎΠΊ сущСствуСт Π΄Π²Π° аллСля:R ΠΈ B, Π² локусС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Ρ†Π²Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅Ρ…Π°. Π‘Π΅Π»ΠΊΠΈ, Π³ΠΎΠΌΠΎΠ·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅ для R аллСля, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ€Ρ‹ΠΆΠΈΠΉ ΠΌΠ΅Ρ….Π“ΠΎΠΌΠΎΠ·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎ аллСлю Π’ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ тусклый ΠΊΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Π΅Π²Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅Ρ…. И Π³Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΎΠ·ΠΈΠ³ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅ особи ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ красно-ΠΊΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Π΅Π²Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅Ρ…. Если ΠΈΡ… ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π΅ количСство Π² популяции составляСт 100 особСй, Π³Π΄Π΅ 40 Ρ€Ρ‹ΠΆΠΈΡ…, 30 ΠΊΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Π΅Π²Ρ‹Ρ…, ΠΈ 30 красно-ΠΊΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Π΅Π²Ρ‹Ρ… Π±Π΅Π»ΠΎΠΊ, Частота аллСля R составляСт 0.55 ΠΈΠ»ΠΈ 55%Π° аллСля Π’ 0, 45 ΠΈΠ»ΠΈ 45%ИзмСнСниС этих частот ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΡ‚ΡΠ»Π΅ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ с Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ, развиваСтся Π»ΠΈ популяция.

32.1:

Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° популяции?

ΠŸΠΎΠΏΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΡ состоит ΠΈΠ· прСдставитСлСй ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π²ΠΈΠ΄Π°, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΆΠΈΠ²ΡƒΡ‚ ΠΈ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ€Ρ€ΠΈΡ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ. Когда особи Π² популяции Ρ€Π°Π·ΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ, ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°ΡŽΡ‚ свои Π³Π΅Π½Ρ‹ потомству. МногиС ΠΈΠ· этих Π³Π΅Π½ΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠΎΡ€Ρ„Π½Ρ‹, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π½Ρ‚Π°Ρ…. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π³Π΅Π½Π° Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ аллСлями. ΠšΠΎΠ»Π»Π΅ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π°Π±ΠΎΡ€ всСх Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ Π² популяции извСстСн ΠΊΠ°ΠΊ Π³Π΅Π½ΠΎΡ„ΠΎΠ½Π΄.

Π₯отя Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π°Π»Π»Π΅Π»ΠΈ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π³Π΅Π½Π° ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ, Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π½Ρ‚Ρ‹ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°Ρ‚ΡŒΡΡ с Π³ΠΎΡ€Π°Π·Π΄ΠΎ мСньшСй частотой. Π“Π΅Π½ΠΎΡ„ΠΎΠ½Π΄ Π½Π΅ статичСн. Частота ΠΈ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ Π² Π³Π΅Π½ΠΎΡ„ΠΎΠ½Π΄Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ со Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π΅ΠΌ. НапримСр, частота Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ измСняСтся ΠΈΠ·-Π·Π° случайных ΠΌΡƒΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΉ, СстСствСнного ΠΎΡ‚Π±ΠΎΡ€Π°, ΠΌΠΈΠ³Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈ случайности.

ΠŸΠΎΠΏΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π°Π΅Ρ‚ гСнСтичСскиС Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ популяций ΠΈ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ измСнСния частот Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ поколСниями. ΠŸΠΎΠΏΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ матСматичСскиС ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ для исслСдования ΠΈ прогнозирования частот Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ Π² популяциях.

Π‘Ρ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ популяционная Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° ΠΈ Π΅Π΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅

Π“Π΅Π½ΠΎΡ„ΠΎΠ½Π΄ ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… популяций ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°Ρ‚ΡŒΡΡ. Одна ΠΈΠ· Ρ†Π΅Π»Π΅ΠΉ популяционной Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠΈ – ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ гСнСтичСскиС Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΈ срСди Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… популяций ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ Π²ΠΈΠ΄Π°. Π˜Π·ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ для Π·Π΄ΠΎΡ€ΠΎΠ²ΡŒΡ, приручСния, управлСния ΠΈ сохранСния Π²ΠΈΠ΄ΠΎΠ². НапримСр, усилСниС ΡƒΡ€Π±Π°Π½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ постСпСнно Ρ„Ρ€Π°Π³ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ Π»Π°Π½Π΄ΡˆΠ°Ρ„Ρ‚Ρ‹ ΠΈ Π²Π΅Π΄Π΅Ρ‚ ΠΊ ΡƒΡ‚Ρ€Π°Ρ‚Π΅ срСды обитания, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ ΠΈ изоляции ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… популяций. Π‘Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ гСнСтичСского состава Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… популяций ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π΄Π°Ρ‚ΡŒ прСдставлСниС ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ΅ Π³Π΅Π½ΠΎΠ² ΠΈ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎ для поддСрТания популяций Π΄ΠΈΠΊΠΈΡ… ΠΆΠΈΠ²ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Ρ…. ПониманиС Π³Π΅Π½ΠΎΡ„ΠΎΠ½Π΄Π° ΠΈΡΡ‡Π΅Π·Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Π²ΠΈΠ΄ΠΎΠ² ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Ρ€Π΅ΡˆΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ для сохранСния биоразнообразия глобальной экосистСмы.

Π—Π΄ΠΎΡ€ΠΎΠ²ΡŒΠ΅ Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ° ΠΈ популяционная Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ°

ΠŸΠΎΠΏΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ для исслСдования гСнСтичСских Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Ρ†ΠΈΠΉ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΈ срСди чСловСчСских популяций. Различия Π² частотах Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ Π»Π΅ΠΆΠ°Ρ‚ Π² основС Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π±Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ встрСчаСмости ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… наслСдствСнных Π·Π°Π±ΠΎΠ»Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΉ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ болСзнь ВСя-Бакса Ρƒ СврСйского насСлСния ашкСнази ΠΈΠ»ΠΈ Π±Π΅Ρ‚Π°-талассСмия Π² срСдизСмноморском насСлСнии.

ΠŸΠΎΠΏΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΠΎΠ½Π½Π°Ρ Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для понимания гСнСтичСской основы Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… характСристик Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ°. НапримСр, популяционная Π³Π΅Π½Π΅Ρ‚ΠΈΠΊΠ° использовалась для изучСния Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ СстСствСнный ΠΎΡ‚Π±ΠΎΡ€ повлиял Π½Π° Π²Ρ€ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΌΡƒΠ½ΠΈΡ‚Π΅Ρ‚, рост ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ.

Suggested Reading

Li, You, Steven J. B. Cooper, Melanie L. Lancaster, Jasmin G. Packer, and Susan M. Carthew. “Comparative Population Genetic Structure of the Endangered Southern Brown Bandicoot, Isoodon obesulus, in Fragmented Landscapes of Southern Australia.” PLOS ONE 11, no. 4 (April 20, 2016): e0152850. [Source]

Lu, Yi-Fan, David B. Goldstein, Misha Angrist, and Gianpiero Cavalleri. “Personalized Medicine and Human Genetic Diversity.” Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine 4, no. 9 (September 2014). [Source]

Cao, Antonio, and Renzo Galanello. “Beta-Thalassemia.” Genetics in Medicine 12, no. 2 (February 2010): 61–76. [Source]

Quintana-Murci, Lluis, and Andrew G. Clark. “Population Genetic Tools to Dissect Innate Immunity in Humans.” Nature Reviews. Immunology 13, no. 4 (April 2013): 280–93. [Source]