Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Пусть аллели А, и А, имеют частоты А, = р, А, = йтр+ ч = 1; предположим, что скрещивание происходит случайным образом. Тогда частоты фенотипов в популяции будут следующими: ргА,Ао 2руА,А„д'А,Аг. Это правило можно обобщить следующим образом. Если частоты н аллелей А,, А,, ..., А„равны р,, р, ... р„и если скрещивание случайно по отношению к данному покусу, то частоты фенотипов определяются случайным по- парным сочетанием этих аллелей: (ргАг + рвйг + ". + Р„А„) ргА А + ),2р,д А А 1= 1 ~<в В отсутствие возмущающих воздействий частоты генов н генотипов остаются постоянными от поколения к поколению.
Для аутосомных генов такое состояие «равновесия Харди — Вайнбергав достигается в первом поколении случайного скрещивания. Однако в случае генов, сцепленных с полом, это не так. Закон Харди -Вайнберга длл случал генов, сцепленных с полом. Пусть аляелв А, я А, встречаются в мужской части популяция с чвстотвмя рм и цм(рм Ч- ям = 1), тогда фенотяцы А, и Аг будут также иметь частоты рм н цм. Пусть среди женщин частоты генотипов А,А,, А,Аг и АгАг равны г. 2в я Пг Ь 2в Ч- г = 1). Тогда частоты вяленой А, и А, у:коншин равны рг — — г Ч- в я ц„= в+ г соответственно.
Этя женщины образуют ооциты типа А, и Аг также с частотой рг я це соолвегственяо. Среди ях сыновей вплели А, я Аг встречаются в том же соотношении. Однако ях дочери происходят от яйцеклеток, образовавшихся в результате слияния ооцвтов 1ргА, + ц„Аг) и сперматозоидов, несущих Х-хромосому (рмА, Ь Ч- цмАг). Таким образом, следующее поколение будет иметь состав Аб.ргА, Ь цвАм 97 рмргАА Ч- 1рмце Ь реем) ААг + цмцеА.А.
Отсюда следует, что частоты вллеля Аг у мужчин и женщин следующего поколения 280 б. Пооуляционная генетика равны 1 Чм = Ч< Чг = "(РмЧг + Р<Чм! + Чмй< = (Чм < Ч<! 2 2 Это означае<, что а) час<ота А, у мужчин каждого поколения равна частоте А, у женщин предыдущего поколения: б) частота А, у женщин каждого поколения равна средней частоте это~о адлеля у мужчин н женшин прелыдущего поколения; в) справелливо равенство ! Ч'м — Ч'< = - (Чм — Чг).
2 Слсдова<ельно, если алдельные <астоты у мужчин и женщин в данном поколении не равны, разность между ними в следующем поколении уменьшается вдвое. Кроме того, изменяется знак этой Разности если Чг вьнле Чм, то Ч'„ бУдет выше Ч'„Обе адлельные частоты Ч, и Ч сходятся к общему значению Ч, в то время как распрелеленне генотипов у обоих полов стремится к равновесному состоянию: бб:(1 — Ч)А, + с)Лм <2" <(! — Ч)зА,А, + 2Ч(! — Ч)А,А, + Ч'А<А<. На рис. 6. ! показано, каким образом происходит приближение к состоянию равновесия. Из лого примера следует, что достижение равнове- л ч! ат 0,30 0,40 О,ав 0,00 3 Рмс. ь.! ° Приближение генных частот у мужчин к сос<оянню равновесия нрн наследовании, сцепленном с полом.
Чгв = 0,6; Чз .= 0,3; 4 = 0,4; сплошной н пунктирной лнннямн обозначена частота гена у мужчин (Чы) н женщин (ЧЯ соответственно, Ч равновесная часгота <сна. сня Харди Вайнберга после олного поколения случайного скреи<инання отнюдь не самоочевидно. Другие ограничения закона Харди-- Вайнберга перечислены н разд.
3.2. Разрабозке этого фундаментального принципа посвящена значительная часть популяционной генетики. Генные частоты. Особей, составляющих популяцию, можно классифицировать в соответствии с их фенотипами. В некоторых случаях, особенно в случае генетического полиморфизма, эти фенотипы непосредственно соотвезствуют генотипам. Однако описание генетической изменчивости популяции на основе частот генотипов оказывается слишком громоздким.
Закон Харди- - Вайнберга позволяет характеризовать генетическую изменчивость, используя генные часто<ны. Введение понятия частоты гена упропгает дело: для системы с двумя аллелями вся необходимая информация содержится в одном числе (р или Ч). Методика определения генных частот в общем виде описана в разд, 3.2 н в приложении ! (см. гакже г!бб; !44]). 6.1.2. Генетический нолиморгризм Олрвое,<ение и истории вопроса. Полиморфным признаком называется менделевский (моногенный) признак, по которому в популяции присутствуют по крайней мере два фенотипа (и предположительно по крайней мере два генотипа), причем ни один из них не является редким, т.е. не встречается с частотой менее 1- 2'Ъ.
Часто в популяциях присутствует больше двух аллелей (и соответственно более чем два фенотипа) по данному покусу. Альтернативное полиморфизму явление-наличие редких генетических вариантов. Редкие генетические варианты условно определяются как моногснные признаки, присутствующие в популяции с частотой менее ! 2'4 (а обычно с гораздо более низкой частотой).
Первый полиморфный признак -система групп крови АВО был открыт Ландштейнером еще в 1900 г. г2591. До 1955 г. были известны только случаи полиморфизма по нескольким поверхностным антигснам эритроцнтов, т.е. группам 8. Попупяционная генетика 281 крови.
В 1955 т. Смитис (! 307, 1308! описал методику электрофореза в крахмальном геле, при помощи которой можно разделять белки в поддерживающей среде не только в зависимости от их заряда, но и по молекулярной массе. Этот новый метод позволил Смитису выявить полиморфизм гаптоглобина -сывороточного белка, связывающего гемоглобин. Электрофорез с успехом использовали для обнаружения полиморфизма по сывороточным белкам, а затем в комбинации с методами определения специфической активности ферментов лля выявления полиморфизма ферментов (78, ! 7693.
Высокий уровень полнморфизма продемонстрирован для многих сывороточных белков, а также для ферментов плазмы крови, эритроцитов и лейкоцитов. Во многих случаях генетическая детерминация полиморфизма проста: два аллеля определяют два варианта одного белка. Но есть н сложные полиморфные системы, например главный комплекс гистосовместимости (МНС). Множественные, взаимосвязанные покусы, составляющие эту систему, локализованы в 6-й хромосоме человека (разд. 3.5.5). Ситуация в иагтаятцее время. В табл. 6.! приведены наиболее важные полиморфные признаки человека.
Некоторыс из них демонстрируют полиморфизм только в пределах одной основной расовой группы Для нескольких случаев полиморфизма бьнти выдвинуты гипотезы о механизмах нх поддержания естественным отбором в популяциях человека. Более подробно эти гипотезы рассмотрены в разд. 6.2.1 н 6.2.1.8. Биахимиче< кое своеобразие па палимарфпым белкам. В !902 г. Гэррод [2493 закончил свою статью об алкаптонурии следующими словами: «Если в случае алкаптоауряи и других рассмотренных заболеваний мы действительно имеем лало ке с результатом метаболических процессов, а с индивидуальными особенностями метаболизма, естественно возникаез мысль о том, что последние отражают химическую изменчивость, а незначительной степени присущукт всем особям.
Как не существует двух особей одного вида, абсолкпно ялепзичкых по своим внешним признакам, тяк и химические процессы в разных организмах совпадают ке полностью. Это биохимическое своеобразие поразительно, если рассматривать все случаи полиморфизма по группам крови. Предположим, к примеру, что некий житель северо-западной Европы имеет наиболее часто встречающиеся аллели каждой полиморфной системы, приведенной в табл. 6.1.
Сколько других индивидов будут иметь тот же фенотип и ~ енотип по всем этим маркерам? Соответствующая вероятность вычисляется путем перемножения относительных частот этих фенотипов в населении белой расы (табл. 6.2), что дает величину 3,1 ! 0" ', т.е. нз 100000 мужчин только два или три буду~ иметь данный фенотип, несмотря па то что такое сочетание аллелей встречается наиболее часто. Все другие аллельные комбинация еще более редки В табл. 6.1 не вошли фенотипы по главному комплексу гистосовмесгимости (МНС) (разд. 3.5,5) и другие менее детально изученные полиморфные системы, а также многие системы ферментов, для которых выявлены только редкие варианты.
Если включить в рассмотрение все эти системы, то можно показать, что любой человек на нашей планете, за исключением идентичных близнецов, генетически уникален. Физиологическая функция известна ~ олько для некоторых из перечисленных в табл. 6.1 полиморфных систем. Возможное значение полиморфных ~снов для предсказания риска заболевания в изменяющихся условиях среды обсуждалось в разд.
4,5 2 Какова валя палимарфных лакугав у челавекау Сколько у человека полиморфных тенов7 Составляют ли полиморфные покусы небольшую часть генома человека или их доля высока'? Группы крови могут быть идентифицированы только в том случае, если к определенным антигенам обнаружены антитела. Серологическое выявление генного локуса обычно заранее предполагает существование генетической изменчивости по данному покусу-наличия полиморфизма или редких вариантов. Выявление генетической изменчивости ферментов Таблица (, ! НекотоРые важные полимоРфные пРизнаки человека Основные авлеля Примечания Название Секреция АВН Диего (Р!ейо) Р" Р!ь Келл (Кей) Кидд (Ккы] Льюис (Еемпв) Лютеран (! цгЬегап) МХБв 1.е', 1.еь („ь МБ, Мз, ХБ, Хз Р Резус (КЬевпв) Срв, СР', Срс Церулоплазмин СЗз, СЗт С2С1Е, СС, ОС2 Компонент-3 системы комплемента Группоспецифический белок НР", НР'", Нрз Гаптоглобин Сг!ш', ОЗш', О1пз', О!ш" Иммуноглобулины ГОНС2 (йш) Кзп' Кпзз Врз, Врв РОКС (Кто) Фактор пропердина В (богатый глицииом )1-гликопротеин) Трансферрины ТР ',ТР ',ТР ',ТР",Тро 282 8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
