Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 110
Текст из файла (страница 110)
Отклонение от случайного скрещивания В предыдущем обсуждении предполагалось случайное скрешивание и сохранение соотношений Харди †Вайнбер. Однако зти предположения являются абстракцией. В современных аутбредных популяциях скре- шивания могут быть почти случайными по таким наследственным признакам, как группы крови или варианты ферментов, однако по другим признакам, например врожденной глухоте, они, конечно, неслучайны. Люди, страдающие глухотой, нуждаются в специальных школах и особой профессиональной подготовке, они образуют социальные группы с интенсивными внутри- групповыми контактами и остаются частично изолированными от внешнего мира.
Естественно, между глухими часто происходят так называемые ассортативные браки. Если оба родителя имеют один н тот же рецессивный ген, определяющий глухоту, все их дети будут глухими. Менее очевидны, но гораздо более распространены браки, ассортативные по психологическим или социальным особенностям, таким как социальное положение, доход, круг интересов, образование, умственное развитие (рис. 6.36). Браки в популяциях человека заключаются отнюдь не случайно; популяции человека представляют собой сложные и постоянно изменяющиеся системы, состоящие из более или менее изолированных подгрупп. Зги подгруппы называются «изолятами», если их границы четко определены, а браки в основном совершаются между членами группы, В том случае, когда вероятность внутригрупповых браков выше, чем вероятность браков с представителями другой группы, группа называется демом [1033.
Резкого разграничения между изолятами и демами нет. Один из типов ассортативного брака- брак между родственниками. Поскольку некоторые гены родственников имеют об1цее происхождение, кровнородственные браки увеличивают частоту наследственных заболеваний. Сравнение потомства кровнородственных и некровнородственпых браков позволяет обнаружить проявление рецессивных генов, которое выражается в увеличении частоты определенных заболеваний. Сравнительный анализ браков помогает получить информацию о роли рецессивных генов в заболеваемости и смертности н по таким болезням, где рецессивные гены играют второстепенную роль. Этн исследования могут быть полезны для определения генетического груза (см.
разд. 6.32). 140 120 )О 100 80 60 340 б Популяционная генетика Другой аспект проблемы — широко распространенная тенденция предпочтения браков нутри одной субгруппы, что с течением времени приводит к возникновению генетических различий между такими субгруппами. Чтобы оценить эти различия были разработаны меры игенетического расстояния». На структуру и генетический состав популяций существенное влияние оказывает миграция между субпопуляциями. Этот фактор противодействует эффектам изоляции и в настоящее время приобретает все большее значение.
б.ЗЛ. Кровнородш веяние браки б.З.КК Коэффиниент инбридинга 11035 Все люди — родоивенники. Родственники определяются как лица, часть генов которых общая по происхождению. Если понимать это определение в буквальном смысле, то родственниками можно считать всех людей. Все мы имеем общих предков. Возможно, нми является одна-единствеиная' пара 1см. разд. 7.2.1).
Тогда почему же у нас такие разные гены? По той простой причине, чго наши общие предки отстоят от нас на тысячи поколений. В течение этого долгого времени произошло множество мутационных событий, которые привели к возникновению генетической изменчивости. Очевидно, считать все человечество родственниками не имеет смысла, так как из этого-пусть даже формально верного- предположения нельзя сделать никаких выводов. Мы измеряем степень кровного родства лля того, чтобы исследовать эти мутации и влияние кровного родства на их фенотипическое проявление.
Однако при Рис. 6.36. Ассортативиосгь скрещивания ио коэффициенту умственного развития 11О) н выборке супружеских пар в Соединенных Штатах. ° муж; ° †же; пунктирная линия-средняя 1О»гЫЬ 1933; Яс)зж)дегхху, Гзах Мепхс)зепЬ114 бег Вю1офе, 1959). измерении степени кровного родства не следует забывать, что число поколений, которое при этом учитывается, определяется только соображениями практического удобства.
Степень родства, которая обычно рассматривается. В большинстве случаев родословные анализируют только по трем поколениям. Это ограничение означает, что рассматриваются только родители, деды и прадеды, а более отдаленные родственники во внимание не принимаются. Таким образом, самые дальние родственники, которые учитываются при оценке кровного родства 'двух индивидов, это троюродные сибсы.
Первоначально это ограипчение было введено нз чисто практических соображений. Дело в том, что у католиков требуется специальное разрешение на брак между троюродными сибсамн нли более близкими родственниками н данные по частоте таких браков легко получить из церковных книг, где регистрируются эти разрешения. Типы кровнородственных браков приведены на рис. 6.37. Ограничение оценки кровного родства достаточно узкими рамками оправдано с теоретической точки зрения. При переходе за третье поколение рост коэффициента инбридинга индивида с увеличением числа кровнородствениых браков между его 1ее) предками происходит очень медленно. Две полезные меры: коэффиг)кент родства и козффиг)цент инбридинга 1130; 18!95.
В популяции могут встречаться различные типы кровнородственных браков: между двоюродными и троюродными братьями и сестрами, между дядей и племянницей, а иног- Козффициен т инбридинга Тия брака Обозначение Цядя— пяемянница ие Де 1Д сибсы и!6 Троюродные сибсы и за двоюродный дядя— яяемянница и за Четеерородные сибсы ы аз а гомозиготности- я з+ з К А Рис. 6.37. Наиболее важные тяпы кроввород- ствснных браков. да даже между братом и сестрой или отцом и дочерью. Конечно, частоты всех этих типов браков можно оценить: г акие данные представляют интерес с социологической точки зрения. Однако для генетика интересен только один аспект данного вопроса: какова степень родства между супругами, какая часть генов у них общая? Если мы хотим сравнить особей по степени инбридинга или описать популяцию по среднему уровню инбрцлинга составляющих ее особей, нам необходима величина, измеряющая эту общую часть генов.
Введение соответствующего параметра упрощает нашу задачу точно так же, как введение понятия генных частот упрощает описание популяции в терминах генотипов. Предложено несколько мер уровня инбридинга; выбор б. Попупяционнвя генетика 341 между ними в большой степени условен. Наиболее удобной оценкой является «коэффициент инбридинга» Райта [18852. Он тесно связан с «коэффициентом родства» Малеко [1301. Эти коэффициенты определяются следующим образом: а) коэффициент родства Фяв двух индивидов А и В- это вероятность того, что случайно выбранный ген, принадлежащий А, идентичен гену того же покуса у В; б) коэффициент инбридинга индивида равен коэффициенту родства его отца и матери. Разница между этими коэффициентами состоит в том, что коэффициент родства определяется для двух индивидов, которые могут иметь общих предков. Коэффициент инбридинга определяется для одного индивида и измеряет степень связи между его родителями и, следовательно, сходство между двумя генами каждого локуса, полученными от родителей.
Каэффиииент инбридинга — этв вероятность того, чта два аллеля в данном локусе идентичны па праислоясденикз. Коэффициент инбридинга и закон Харди-— Вайнберга. Рассмотрим два аллеля А и а аугосомного гена; пусть частота этих аллелей равна р и Ф В случайно скрещивающейся популяции частоты трех генотипов равны р':2р1):дз. Если генотип содержит 111 пар аллелей, а их частоты в популяции равны р, и 11,. (1 =- 1, 2, ..., )ч), степень гетерозиготностн при случайном скрещивании будет равна 2 ,'з Л Ч. зХ' причем их сумма равна 1. Степень гетерозиготности отражает долю аутосомных генов, по которым в среднем гетерозиготен индивид. В случае одного гена она определяет вероятность того, что данный индивид гетерозиготен по этому гену.
Рассмотрим пару аллелей А и а в слу- 342 б. Популлционнав генетика г' .о Рис. 6.38. Ооцит может нести аллель а. При случайном скрещивании вероятности того, что этот ооцит будет оплодотворсн сперматозоидами, несущими вплели а и А, равны р и 9 соответственно. При кровнородствснном скрещивании эти вероятности равны (р+ Ге) или (д — Ги). Слева; оплодотворение ооцита а; справа: оплодотворение ооцита А (1819). чае кровнородственного брака (рис, 6.38). Пусть ооцит несет аллель а.
Если скрещивание случайно, то вероятность того, что этот ооцит будет оплодотворен сперматозоидами, несущими аллели а и А, равна р и г) соответственно. Если супруги являются родственниками, то часть их генов имеет общее происхождение, поэтому р увеличивается до (р+ Г9), а 9 уменьшается до (д — Гг)). Аналогичные рассуждения справедливы для ооцитов, несущих аллель А. Величину, соответствующую Г в предыдущем изложении, здесь можно обозначить как Г'. Если наследование аутосомное, распределение генов А и а будет идентичным у обоих родителей. Поэтому Гд(! — Г) = = 9Г(! — Г') и, следовательно, Г = Г'. Можно показать, что Г равен коэффициенту инбридинга, как он был определен выше.
Это означает, что частоты генотипов детей, коэффициент инбртщинга которых равен Г, не соответствуют соотношению Харди — Вайнберга и равны АА: Аа: аа (рз+ Грг)! ' 2(1 — Г)Г9 '(9)+ ГГ9) Степень гетерозиготности ребенка уменьшается в среднем в Г раз. Говоря другими словами, à — вероятность того, что две гомологичные хромосомы несут в случайно выбранном покусе два аллеля, происходящие от одного и того же предкового гена. Вычисление коэ)йфициента инбридинга Г. В большинстве реальных ситуаций, возникающих в ге- нетике человека, вычисление Ф или Г необяза- тельно, поскольку степень кровного родства в популяциях человека обычно известна.
Иногда коэффициент инбридинга необходимо вычислить для какой-либо конкретной родословной. Совер- шенно иное положение в селекции животных, где между скрешиваемыми особями встречаются очень сложные родственные связи. Для определе- ния коэффициента инбрицинга Райт разработал метод коэффициентов путей (!24; 96Ц. Для это- го строятся родословные скрещивающихся осо- бей и отмечаются все их общие предки.
Затем выбирается один из ближайших общих предков и родительские особи соединяются всеми возмож- ными путями, которые: а) ведут к этому общему предку; б) состоят из «шагов» (один шаг определяет- ся как связь между особью и одним из ее роди- телей); в) не ведут к одной особи более одного раза. Все остальные общие предки анализируются тем же способом. Для каждого пути подсч)пыва- ют число шагов. Для одного предка может существовать х путей, состоящих из ль, ..., т, шагов каждый; для г общих предкоюсушествует 2 х, = г путей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
