Populációgenetika

A populációgenetika vagy a populációgenetika a genetika egyik ága , amely az allélgyakoriságok eloszlását és azok változását vizsgálja az evolúció hajtóerõi : mutagenezis , természetes szelekció , génsodródás és génáramlás hatására . Figyelembe veszik a népesség térszerkezetét és az alpopulációs struktúrákat is. A populációgenetika megpróbálja megmagyarázni az alkalmazkodás és a speciáció folyamatait, és a szintetikus evolúcióelmélet egyik fő összetevője . A populációgenetika kialakulását leginkább a következők befolyásolták : Sewall Wright , John Haldane , Ronald Fisher , Szergej Csetverikov ; a populációk allélgyakoriságát meghatározó kulcsmintákat Godfrey Harold Hardy és Wilhelm Weinberg fogalmazta meg .    

Terjedelem és elméleti rész

A modern szintetikus evolúcióelmélet talán legjelentősebb "formális" vívmánya a populációgenetika matematikai alapjainak kialakítása. Egyes szerzők (Beatty, 1986) még azt is hiszik, hogy a populációdinamika matematikai magyarázata egy szintetikus evolúcióelmélet alapja.

Richard Lewontin (1974) fogalmazta meg a populációgenetika elméleti problémáit. A populációgenetika két aspektusát vázolta fel: a genetikai és a fenotípusos . Az elkészült populációgenetikai elmélet fő célja egy olyan törvényszerűség megfogalmazása, amely a genotípusok halmazából ( G 1 ) a lehetséges fenotípusok sorozatába ( P 1 ) való átmenetet tükrözi, figyelembe véve a természetes szelekció működését . valamint egy olyan törvényszerűség, amely lehetővé tenné a fenotípusok halmazát ( P 2 ) a létrejövő populációban, jellemzi a benne bemutatott genotípusokat ( G 2 ); mivel a mendeli genetika egy sor fenotípusból meg tudja jósolni a genotípusok következő generációját, a gyűrű bezárul. Íme ennek az átalakításnak a sematikus megjelenítése

(Lewontin 1974, 12. o. nyomán).

Ha eltekintünk attól a ténytől, hogy a klasszikus munka során számos eltérést találtak az öröklődés és a molekuláris genetikai vizsgálatok szintjén a mendeli öröklődéstől, ez óriási feladatnak tűnik.

A T1 a genetikai és epigenetikai törvényeket, a funkcionális vagy fejlődésbiológia szempontjait képviseli, amelyek leírják a genotípusból a fenotípusba való átmenetet . Nevezzük ezt "genotípus-fenotípus leképezésnek". A T ² a természetes szelekció működésével kapcsolatos változások, a T 3 olyan epigenetikai kapcsolatok, amelyek kiválasztott fenotípusok alapján határozzák meg a genotípusokat, és végül a T 4  a mendeli genetika mintái.

A gyakorlatban az evolúcióelméletnek két ága létezik párhuzamosan: a hagyományos populációgenetika, amely genotípus-készletekkel operál, és a biometrikus elmélet, amely a vizsgált objektumok fenotípus-készleteivel operál, és amelyet a növény- és állattenyésztésben használnak. A rendszer egy bizonyos része, a fenotípusból a genotípusba való átmenet általában elvész. Ez oda vezet, hogy a rendszerben bizonyos megközelítésekkel leírt változékonyságot stabilnak vagy állandónak, más megközelítések alkalmazásakor vagy más feltételek mellett természetesen fejlődőként jellemezzük. Ezért bármely populációs vizsgálat megfelelő megfogalmazásához bizonyos ismeretekkel kell rendelkezni a vizsgált rendszerről. Különösen, ha a fenotípust szinte teljesen meghatározza a genotípus (például sarlósejtes vérszegénység esetén ), vagy a vizsgálat időtartama kellően kicsi, akkor az azonosított paraméterek állandónak tekinthetők, de sok esetben ez helytelen.

A populációgenetika fejlődési szakaszai

  1. A 20-as évek második fele - a XX. század 30-as évek vége. Abban az időben a populációk genetikai heterogenitására vonatkozó adatok felhalmozódtak. A populációk polimorfizmusával kapcsolatos elképzelések kidolgozásával ért véget .
  2. 40-es évek - XX. század 60-as évek közepe. A populációk genetikai polimorfizmusát fenntartó mechanizmusok vizsgálata. A heterózisnak a genetikai polimorfizmus kialakulásában betöltött fontos szerepével kapcsolatos elképzelések megjelenése és fejlődése .
  3. A 60-as évek második fele - a XX. század 70-es évek vége. Ezt a szakaszt a fehérjeelektroforézis széles körben történő alkalmazása jellemzi a populáció polimorfizmusának tanulmányozására. Az evolúció semleges természetével kapcsolatos elképzelések formálódnak .
  4. Az 1970-es évek vége óta. Ezt az időszakot a populációkban lezajló folyamatok sajátosságainak tanulmányozására szolgáló DNS-technológiák alkalmazása felé történő módszeres elmozdulás jellemzi. Ennek a szakasznak egy fontos pontja (körülbelül az 1990-es évek eleje óta) a számítástechnika és a speciális programok (például PHYLIP , Clustal , Popgene ) széles körben elterjedése a különböző típusú genetikai adatok elemzésére.

Jeles populációgenetikusok

A gének alléljainak gyakorisága és a fenotípusok közötti kapcsolatot leíró alapvető mintát Hardy és Weinberg egymástól függetlenül származtatta 1908 -ban . Akkoriban még nem létezett populációgenetika, azonban ennek a tudománynak a hátterében a kutatók által talált függőség áll. S. S. Chetverikov munkája a Drosophila melanogaster természetes populációinak recesszív mutációkkal való telítettségének azonosításáról szintén fontos lendületet adott a populációgenetikai vizsgálatok fejlesztésének.

A populációgenetika elméleti és matematikai apparátusának megalapítói Ronald Fisher (1890-1962) és John Haldane (1892-1964) angol biológusok, valamint Sewell Wright (1889-1998) amerikai tudósok tekinthetők. Fisher és Wright nem értett egyet néhány alapvető kérdésben, és a szelekció szerepe és a genetikai sodródás közötti kapcsolatról vitatkoztak. Gustave Maleko (1911-1998) francia kutató is jelentős mértékben hozzájárult a szóban forgó tudományág korai fejlődéséhez. Az ellentmondások az amerikai és a brit "iskola" között hosszú éveken át folytatódtak. John Maynard Smith (1920–2004) Haldane tanítványa volt, míg W. D. Hamiltonra (1936–2000) Fisher munkája volt nagy hatással. Mindkettőjükkel dolgozott George Price amerikai felfedező (1922-1975). Wright követői az Egyesült Államokban Richard Lewontin (szül. 1929) és Motoo Kimura japán genetikus (1924-1994) voltak. Olasz Luigi Luca Cavalli-Sforza (1922–2018), populációgenetikus, az 1970-es évektől. aki a Stanfordban dolgozott , különös figyelmet fordított az emberi populációk genetikájára.

Lásd még

Irodalom

  1. Kaidanov L. Z. Populációk genetikája. Moszkva. Kiadó "Higher School", 1996. 320 p.
 genetikai genealógia
Fogalmak
Kapcsolódó témák