Практическое значение закона Харди — Вайнберга
Позволяет оценить популяционный риск генетически обусловленных заболеваний, поскольку каждая популяция обладает собственным аллелофондом и, соответственно, разными частотами неблагоприятных аллелей. Зная частоты рождения детей с наследственными заболеваниями, можно рассчитать структуру аллелофонда. В то же время, зная частоты неблагоприятных аллелей, можно предсказать риск рождения больного ребёнка.
Позволяет выявить генетический потенциал исходного материала (природных популяций, а также сортов и пород народной селекции
По отклонениям фактических частот генотипов от расчётных величин можно установить эффект действия экологических факторов.
Дрейф генов
Дрейф генов -это случайные отклонения частот аллелей от теоретически ожидаемых, возникающие в результате недостаточного объема выборки. Такие явления часто называют ошибками выборки.
Дрейф генов постоянно происходит в популяциях, поскольку их численность всегда конечна. Любая природная популяция характеризуется тем, что она имеет конечное число особей, входящих в ее состав.
Дрейф генов может приводить к:
•Росту гомозиготности популяции;
•Сохранению вредных аллелей вопреки отбору;
•Размножению редких аллелей;
•Полному исчезновению каких-либо аллелей.
Нейтральная модель Райта-Фишера
Исходные условия:
N диплоидных особей в популяции. 1 ген, аллели: A1 и A2
Размер популяции конечен и постоянен во времени.
Поколения дискретны и не прерываются.
Размножение происходит в рамках случайного скрещивания.
Вывод формулы
Относительные частоты
p (A1,t) = i/2N; p(A2,t) = (2N-i)/2N;
Частота p (A1,t+1) зависит от значения случайной переменной с биноминальным распределением с параметрами 2N и p (A1,t)
Поэтому возможные состояния j=0,2N имеют условные вероятности:
Соответствующий случайный процесс является марковским . Границы j=0 и j=2n являются поглощающими состояниями.
Моделирование генетического дрейфа
Моделирование
демонстрирует
фиксацию(потерю аллеля) за 50 поколений только в самой маленькой популяции
Основные причины, приводящие к дрейфу генов
•Популяционные волны
(эффект бутылочного горлышка)
•Заселение новых территорий
(эффект основателя)
•Изоляция
Эффект бутылочного горлышка (популяционные волны)
сокращение генофонда (т.е. генетического разнообразия) популяции вследствие прохождения периода, во время которого по различным причинам происходит критическое уменьшение её численности, в дальнейшем восстановленное.
Сокращение генетического разнообразия приводит к изменению относительных и абсолютных частот аллелей генов, поэтому данный эффект рассматривается в числе факторов эволюции.
-Популяция имеет большое генетическое разнообразие, вследствие своей многочисленности, благоприятных условий окружающей среды и широкого ареала обитания.
-Популяция вымирает, её численность сокращается до нескольких особей. Генофонд обедняется. Снижение численности популяции может происходить периодически (в связи с ежегодным наступлением сезона, неблагоприятного для поддержания численности популяции) или единоразово — в результате катастроф.
-Численность популяции снова возрастает, но генетическое разнообразие не восстанавливается. Создаются условия для случайного варьирования частот аллелей в популяции — дрейфа генов. Также малые популяции подвержены инбридингу.
Эффект бутылочного горлышка
Виды популяционных волн
•Периодические (например, сезонные колебания численности насекомых, однолетних растений, вирусов гриппа)
•Непериодические (зависят от многих факторов). Примеры: колебания численности хищник – жертва, вспышки численности леммингов в Арктике, пролёты саранчи, размножение кроликов
вАвстралии, чумные эпидемии в Европе
впрошлом.