Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 104
Текст из файла (страница 104)
Если различия несущественны, как в случае гетерозигот по НЬЕ и НЬС, этот метод может оказаться не настолько чувствительным, чтобы выявить их. В любом случае резульзаты, полученные ш ч!гго, недостаточно убедительны и не могут нн доказать, нн опровергнуть «гипотезу о малярии». Выявление и измерение интенсивности отбора у человека. В этом разделе кратко излагаются некоторые экспериментальные методы, с помощью которых можно продемонстрировать и измерить интенсивность отбора у человека. Большинство этих подходов использовано для проверки «гипотезы о малярии» )" 18301. 1. Между распространением заболевания, которое можно рассматривать как коллскз.нвный фактор, и геном„повышающим устойчивость к этому заболеванию, существует очевидная географическая корреляция. 2.
Заболеваемость тяжелыми формами малярии и, следовательно, смертность сниженьт у гетерозигот по «защитному» гену по сравнению с нормальными гомозиготами. 3. Плодовитость гетерозигот А/Я может быть выше, чем плодовитость нормальных гомозигот Ь1829; 18303.
4. Дифференциальная смертность должна приводить к возрастной стратификации популяции. Если заболевание сслектнвно повышает смертность детей раннего возраста, относительная частота «защитного» гена увеличивается с возрастом. Наиболсс очевидный способ измерения отбора в раннем возрасте это сравнение частот генов у детей и во взрослой части популяции; в качестве дополнения можно провести сравнение эффективной плодовитости в семьях(табл..6.11 — 6.13).
Такой подход может быть успешным, если интенсивность отбора высока, как, например, в случае серповидноклеточности. Однако в популяциях человека ожидаемая интенсивность отбора, как правило, гораздо ниже. При рецсссивном заболевании со 100" -ным отбором против гомознгот по соответствующему гену и 3'А-ной селективной невыгодности нормальных гомозигот, равновесная частота (уравнение 6.6) не зависит от частоты гена и равна 0,03 4 = = 0,0291; дз = 0,00085. 0,3 + 1 Отсюда получаем, что частота гомозигот немного ниже 1: 1000, что превышает частоту кистозного фиброза у населения Западной Европы. Для поддержания равновесия по более редким рецессивным генам селективная невыгодность нормальных гомозигот (з,) должна быть гораздо ниже, чем у гетерозигот (табл.
6.!4). Для определения селективной невыгодности такого порядка (0,5 — 3,0'.4) необходима выборка огромного размера. Если более редкий аллель встречается с достаточно высокой частотой, т.е. существует генетический полиморфизм, коэффициент отбора против нор- Таблнпа 6.14. Селектнвное преимущество нормальной гомознготы (з,), необходимое для поддержания сбалансированного полнморфизма, если отбор приводит к полной элнмннапни аномальных гомозигот (зз = ! ) прн генетическом равновесии ч' з, Пример 0,0219 0,000847 0,03 Кистозный фиброз 0,0!09 0,000! !8 0,011 Фенилкетонурия 0,00498 0,000025 0,005 ! алактозсмия 320 В.
Попупяционнвя генетика мальной гомозиготы будет выше и необходимый для его определения размер выборки становится более приемлемым. Большая часть работ по отбору была выполнена на иолиморфных системах, таких как группы крови. Однако полученные результаты оказались неоднозначными (21!1. Это неудивительно, поскольку наблюдаемые в настоящее время частоты генов либо отражают процессы отбора, происходившие в прошлом, либо вообгце нс являются результатом отбора. Детская смертность как таковая резко упала.
Если исследования, результаты которых приведены в табл. 6.!1-6.14, повторить в насгояшее время в свободных от малярии районах, дифференциальную детскую смертность и различия в числе выживших детей вряд ли удастся продемонстрировать. Таким образом, изучение дифференциальной плодовитости и смертности в популяциях человека с целью оценки давления отбора может быть неосуществимо цо чисто практическим причинам. Исцользование современных данных для определения интенсивности отбора, происходившего в прошлом, когда преобладали совершенно другие условия окружающей среды, часто приводит к искаженным результатам. 5. Трудности такого рода характерны для большинства современных исследований, посвященных отбору.
Их можно избежать, если прямо анализировать предполагаемый механизм отбора. Для гтого необходимо сформулировать конкретную гипотезу относительно механизма отбора. В случае «гипотезы о маляриив это не слишком трудно. Географическое распределение гена серцовидноклеточности обнаружило болыцое сходство с распределением тропической малярии; кроме того, известно, что малярийный плазмодий внедряется именно в эритроциты.
Вообще формулировка такой причинно-следственной гипотезы предполагает знание физиологической функции соответствующего гена. При наличии обоснованной гипотезы о механизме отбора задача проверки на отбор становится гораздо про- ще. Высказывалось даже мнение, что ни один случай сбалансированного цолиморфизма ни у одного вида не был открыт без знания биологического механизма отбора или по крайней мере существования гипотезы относительно этого механизма (Б.
Кларк, личное сообщение). 6.2, Е 7, Естественный отбор и история популяций: НЬЕ и (3впалассемия" Часто обсуждается вопрос о том, как использовать геветичсские лавцые (например, по частотам полвморфных генов) для получения выводов относительно истории популяций в сходства между ними. Рассматриваемый ниже пример показывает, как для решения этого вопроса можно сочетать различные методы популяционного анализа с лингвистическими и историческими давнымя.
Кроме того, этот пример демонстрирует важность моделирования ва ЭВМ лля цоцуляцяоцво-геветвческих исследований. Вэаимадейгтвив в популяции двух генов, кодируюгцих аномальные формы гемоглобина. Аллисон высказал предположение, что в областях, где одновременно врисутствуют два гена, кодирующие аномальные формы гемоглобина и взаимодействующие таким образом, что против носителей соответствующих алаелей обоих покусов действует отбор, будет наблюдаться тенденция к взаимному исключению этих гевов.
В качестве иллюстрации этой проблемы рассмотрим взаимодействие генов, кодирующих НЬЕ и талассемию, в популяциях Юго-Восточной Азии Г!760). Гомозвготвость цо талассемии была описана в равд. 4.3. Гомозвготвость цо НЬЕ вьпываст гемолвтическую анемию, протекающую в гораздо более легкой форме, чем анемия, возникающая у г.омозвгот во НЬЯ. Для большой !3-талассемии (виемвя Кули) характерны тяжелый гемолиз я пониженный синтез гемоглобина. Болыпявство двойных гетерозигот цо !3-твлассемив и НЬЕ (болезнь талассемия — НЬЕ) страдают выраженной хронической хвемией, цриближакгщейся цо тяжести протекания к авемяя Кули.
Гены, кодврующве варианты НЬ |3-целя, такис квк НЬЕ в !3-талассемвя, сцеплены тах тесно (разя, 4.3.4) в трапа-положении, что их можно рассматривать квк вплели. Распространение ОЬЕ и В-гпаггагггмии Максимальная частота НЬЕ в Юго-Восточяой Азии " Для понимания цоследугощях рассуждений данный раздел не обязателен. б.
Попупяционная генетика 321 ющий в холмистых н горных местностях. Поэтому распределение малярии в этом регионе противоположно ее распределению в странах Средиземноморья, где важнейшие переносчики- комары, размножающиеся в болотах и засоленных водоемах. В Юго-Восточной Азии малярия -болезнь холмов и лесов. Действительно, именно в этих областях частота НЬЕ наиболее высока [17621. Н Ь 8 Е/ЫЬ 8 Е НЬ |3 Е/НЪ В А н в, = 0,7 — 0,8 1слн = 1 05 1*2 в = 0,2 — 0,3 вл, = ( -0,2)- — ( — 0,05) и„„=- 0,9 — 0,95 в„„= 0,05 — О,! НЪ |3 А/НЪ |)А НЪ |3 Т,'НЪ 8 Т Н Ь 0 Т,'НЬ |3 А к~=О н'лт = 1:05 1 2 глт = ( — 0,02)— — (- 0,05) НЬЮТ/НЬВЕ мат = 0,2 — 0,5 ват = 0,5 — 0,8, Рис. 6.19.
Популяции, где отмечено наличие НЬ()Е [17603. Темным цветом выделены регионы с высокой частотой; серые участки соответствуют областям с умеренной частотой; участки, отмечен- пыв точками .одиночные случаи обнаружения НЬОР2 ы ~аз зарегистрирована среди кхмероязычного населения Северной Кампучии и прилежащих к ней районов северо-восточного Таиланда; здесь частота этого гена может достигать 0,3, что соответствует частоте гетерозигот 42% †одн из самых высоких частот, когда-либо достигнутых по гемоглобинопатии. В других областях Таиланда, на Малайском полуострове и в Индонезии, эта частота гораздо ниже.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
