Тема: Генетика популяций

задачи, связанные с генофондом популяций.
Пименов А.В.

на определенной территории, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее

происхождение, определенную генетическую структуру и в той или иной степени изолированных от других таких совокупностей особей данного вида.
Популяция не только единица вида, форма его существования, но и единица эволюции.

Характеристика популяции

популяция. (По Ламарку? По Дарвину?)

В основе микроэволюционных процессов, завершающихся видообразованием,

лежат генетические преобразования в популяциях.
Изучением генетической структуры и динамики популяций занимается особый раздел генетики — популяционная генетика.

Характеристика популяции

— закрытой. В общей форме процесс видообразования сводится к преобразованию

генетически открытой системы в генетически закрытую.
Каждая популяция имеет определенный генофонд и генетическую структуру.
Генофондом популяции называют совокупность генотипов всех особей популяции.
Под генетической структурой популяции понимают соотношение в ней различных генотипов и аллелей.

Характеристика популяции

частота аллеля. Под частотой генотипа (или аллеля) понимают его долю,

отнесенную к общему количеству генотипов (или аллелей) в популяции.

Частота генотипа, или аллеля, выражается либо в процентах, либо в долях единицы.

Так, если ген имеет две аллельные формы и доля рецессивного аллеля а составляет ¾ (или 75%), то доля доминантного аллеля А будет равна ¼ (или 25%) общего числа аллелей данного гена в популяции.

Характеристика популяции

друга.

Впервые исследование генетической структуры популяции было предпринято В.Иоганнсеном в 1903

г. В качестве объектов исследования были выбраны популяции самоопыляющихся растений.

Исследуя в течение нескольких поколений массу семян у фасоли, он обнаружил, что у самоопылителей популяция состоит из генотипически разнородных групп, так называемых чистых линий, представленных гомозиготными особями.

равное соотношение гомозиготных доминантных и гомозиготных рецессивных генотипов.

Их частота в

каждом поколении увеличивается, в то время как частота гетерозиготных генотипов будет уменьшаться.

Таким образом, в популяциях самоопыляющихся растений наблюдается процесс гомозиготизации, или разложения на линии с различными генотипами.

при свободном скрещивании, обеспечивающем равновероятную встречаемость гамет. Равновероятную встречаемость гамет

при свободном скрещивании называют панмиксией, а такую популяцию — панмиктической.

В 1908 г. английский математик Г.Харди и немецкий врач Н.Вайнберг независимо друг от друга сформулировали закон, которому подчиняется распределение гомозигот и гетерозигот в панмиктической популяции, и выразили его в виде алгебраической формулы.

а частоту встречаемости гамет с рецессивным аллелем а — q.

Частоты этих аллелей в популяции выражаются формулой
p + q = 1 (или 100%).
Поскольку в панмиктической популяции встречаемость гамет равновероятна, можно определить и частоты генотипов.

Харди и Вайнберг, суммируя данные о частоте генотипов, образующихся в результате равновероятной встречаемости гамет, вывели формулу частоты генотипов в панмиктической популяции:
АА + 2Аа + аа = 1
P2 + 2pq + q2 = 1

в конкретной панмиктической популяции.
Однако действие этого закона выполняется при соблюдении

следующих условий:
1. Неограниченно большая численность популяции, обеспечивающая свободное скрещивание особей друг с другом;
2. Все генотипы одинаково жизнеспособны, плодовиты и не подвергаются отбору;
3. Прямые и обратные мутации возникают с одинаковой частотой или настолько редко, что ими можно пренебречь;
4. Отток или приток новых генотипов в популяцию отсутствует.

закон справедлив только для идеальной популяции.

Несмотря на это, закон Харди-Вайнберга

является основой для анализа некоторых генетических явлений, происходящих в природных популяциях.

Например, если известно, что фенилкетонурия встречается с частотой 1:10000 и наследуется по аутосомно-рецессивному типу, можно посчитать частоту встречаемости гетерозигот и гомозигот по доминантному признаку.

= 1 — 0,01 = 0,99.
Частота встречаемости гетерозигот равна 2pq,

равна
2 х 0,99 х 0,01 ≈ 0,02 или ≈ 2%.
Частота встречаемости гомозигот по доминантному и рецессивному признакам:
АА = p2 = 0,992 = 0,9801 ≈ 98%,
аа = q2 = 0,012 = 0,0001 = 0,01%.

в панмиктической популяции происходит под влиянием постоянно действующих факторов, к

которым относятся:
1. Мутационный процесс;
2. Популяционные волны;
3. Изоляция;
4. Естественный отбор;
5. Дрейф генов и другие.

Именно благодаря этим явлениям возникает элементарное эволюционное явление — изменение генетического состава популяции, являющееся начальным этапом процесса видообразования.

рецессивного аллеля а составляет ¾ (или 75%).

Какова частота встречаемости каждого

генотипа в данной популяции?

эволюционное явление
Частота встречаемости доминантного аллеля (p)
Частота встречаемости рецессивного аллеля (q)
Частоты

встречаемости генотипов в популяции
Идеальная популяция

Какие суждения верны:

Элементарный эволюционный материал — популяция.
Элементарная эволюционная единица — особь.
Элементарное эволюционное явление — мутация.
Популяции обычно насыщены различными рецессивными мутациями.

Повторение:

доминантного и рецессивного аллеля в популяции.
р2 + 2pq + q2

= 1. Эта формула отражает частоту встречаемости трех возможных генотипов в популяции.
Согласно закону Харди-Вайнберга в идеальной популяции частоты встречаемости аллелей гена из поколения в поколение не изменяются.
Согласно закону Харди-Вайнберга в идеальной популяции частоты встречаемости генотипов из поколения в поколение не изменяются.
Известно, что альбинизм встречается с частотой 0,0001. Значит частота встречаемости гена альбинизма равна 0,0001.
Известно, что альбинизм встречается с частотой 0,0001. Значит частота встречаемости генотипов гетерозигот — 0,9801.
Известно, что альбинизм встречается с частотой 0,0001. Значит частота встречаемости генотипов здоровых гомозигот — 2%.
Закон Харди-Вайнберга применим для самоопыляющихся растений.