Генетична відстань

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Генетична відстань — міра генетичної відмінності (дивергенції) між видами, підвидами, або популяціями одного виду. Мала генетична відстань означає генетичну схожість, велика генетична відстань означає віддаленішу генетичну схожість.

Існує багато параметрів, що використовуються для вимірювання генетичної відстані. В найпростішому випадку генетична відстань між двома популяціями одного виду може бути визначена як різниця в частотах певної ознаки. Наприклад, частота резус-негативних людей становить 50.4% серед басків, 41.2% у Фрації і 41.1% у Великобританії. Генетична відстань між басками і французами становить 9.2%, генетична відстань між французами і британцями становить 0.1% для ознаки резус-негативний. Генетична відстань по кільком ознакам може бути усереднена для обчислення повної генетичної відстані[1].

Міри генетичної відстані[ред.ред. код]

Існує кілька способів вимірювання генетичної відстані[2]. Серед них варто виділити такі:

Індекс фіксації[ред.ред. код]

Це загальноприйнятий метод визначення генетичної відстані. Він приймає мінімальне значення 0 і максимальне 1. Значення 0 говорить про про генетичну ідентичність, а величина 1 говорить про те, що дві популяції є різними видами.

Згідно з неодарвіністською концепцією, новий вид виникає в результаті диференціації будь-якої популяції, що належить до нього; точніше кажучи, відбувається поступова дивергенція на рівні генофонду цієї популяції і виду в цілому. В основі цієї дивергенції лежить поступова заміна одних алелей певних генів на інші. В процесі дивергенції двох популяцій все менша кількість генів має алелі, які зустрічаються в обох популяціях. Коли ж закінчується процес утворення нового виду, для всіх генів існують аллелі, характерні тільки для однієї з популяцій. При цьому генетична відстань стає рівною одиниці і новий вид з морфологічної точки зору стає відмінним від початкового. На практиці для розрахунків генетичної відстані визначають частоту зустріваності в кожній популяції різних форм ряду білків (при цьому необхідно, щоб кількість досліджуваних білків була достатньою). Число цих форм для кожного певного білка відповідає числу алелей гену, що кодує даний білок. Розрахунок проводиться таким чином. Уявімо собі, що для якогось гена G існує i різних алелей (1, 2, 3 і т. д.). У популяції А ці алелі зустрічаються з частотою а1, а2, а3 … У популяції В ця частота відповідає b1, b2, b3 … Виходячи з цього, можна обчислити ступінь генетичної схожості даних популяцій з даного гену:

I=\frac{\sum a_i b_i}{\sqrt{\sum a^2_i \sum b^2_i}}

Це рівняння дає можливість обчислити нормалізовану ймовірність того, що два алелі з різних популяцій будуть ідентичними. Якщо провести подібні розрахунки для n генів, що належать обом популяціям, то можна буде обчислити середню арифметичну величину \sum a_i b_i для кожного з цих генів. Позначимо цю величину Iab. Можна також розрахувати величини \sum a^2_i (позначимо її I_a) і \sum b^2_i (позначимо її I_b). У цьому випадку генетична схожість між двома популяціями буде описуватися рівнянням:

I=\frac{I_{ab}}{\sqrt{I_a I_b}}

Генетична відстань(D) обчислюватиметься за наступною формулою:

D=-\ln I

Якщо генетична відстань становить 0,62 (саме така відстань між людиною і шимпанзе), то з 100 генів, що належать генофонду обох видів, 62 (тобто приблизно 2/3) мають алелі, що належать лише одному з них. Якщо ж генетична відстань між двома популяціями становить 1, то 100% генів цих популяцій мають алелі, що належать лише до одному з них. Таке відстань відповідає завершенню поступової дивергенції популяції вихідного виду та остаточному відділенню нового виду. Ступінь генетичного розходження між двома підвидами, що відносяться до одного виду, відповідає генетичній відстані, що дорівнює 0,17 −0,22. Генетичне відстань між двома видами-близнюками (тобто популяціями, які не відрізняються за морфологічними ознаками, але не є здатними до схрещування) становить 0,50-0,60.

Стандартна генетична відстань Нея[ред.ред. код]

Цей метод визначення генетичної відстані базується на припущенні того що генетична різниця виникає за рахунок мутацій і генетичного дрейфу[3].

Індекс Каваллі-Сфорза і Едвардса (1967)[ред.ред. код]

Цей метод визначення генетичної відстані базується на припущенні того що генетична різниця виникає тільки за рахунок генетичного дрейфу

Індекс Рейнольдса, Вейра і Кокерхама (1983)[ред.ред. код]

Цей метод визначення генетичної відстані базується на припущенні того що генетична різниця виникає тільки за рахунок генетичного дрейфу

Посилання[ред.ред. код]

  1. Genes, Peoples, and Languages By L. L. (Luigi Luca) Cavalli-Sforza ISBN 0-520-22873-1 ]
  2. Population Genetics IV: Genetic distances -- biological vs. geometric approaches.
  3. Nei et al. SAMPLING VARIANCES OF HETEROZYGOSITY AND GENETIC DISTANCE (1973).

Ресурси інтернету[ред.ред. код]