Upload
darren
View
141
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Proučavanje genetičkih fenomena i procesa mo že biti na nivou ćelije, jedinke, populacije Mendelovi zakoni - na nivou populacija MENDELOVSKA POPULACIJA – Zajednica jedinki neke vrste na jednom području, koja se polno razmnožava Evolucija – rezultat promena genetičke strukture populacija. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
populaciona genetikapopulaciona genetika
Proučavanje genetičkih fenomena i procesa može biti na nivou ćelije, jedinke, populacije
Mendelovi zakoni - na Mendelovi zakoni - na nivou populacijanivou populacija
MENDELOVSKA POPULACIJA – Zajednica jedinki neke vrste na jednom području, koja se polno razmnožava
EvolucijaEvolucija – rezultat promena – rezultat promena genetičke strukture populacijagenetičke strukture populacija
Procena varijabilnosti –Procena varijabilnosti –na osnovu uzorka populacijena osnovu uzorka populacije
različitost jedinki humanih subpopulacijagenetička uniformnost na nivou cele populacije
Raznovrsnost medju jedinkama, grupama jedinkiRaznovrsnost medju jedinkama, grupama jedinki
Fenotipska varijabilnostFenotipska varijabilnost
bubamare Chiricahua planina Arizone.
Učestalost fenotipskih klasa
BB
Bb
Bb
bb
Panaxia dominula
BOJA KOŽE OTISCI PRSTIJU KRVNE GRUPE
Hromozomska varijabilnostHromozomska varijabilnost
varijabilnost na nivou proteinavarijabilnost na nivou proteina- krvne grupe - krvne grupe
85% var. je unutar populacija7% unutar geografskih rasa8% izmedju geografskih rasa
Varijabilnost na nivou strukturnih genaVarijabilnost na nivou strukturnih gena
osnovna šema elektroforeze sa primerom gelaTpi lokus biljke Helonias bullata (triofosfat izomeraza)
Multipli aleli
Hb
Učestalost genotipovaUčestalost alela
Parametri kvantifikovanja genske Parametri kvantifikovanja genske varijabilnostivarijabilnosti
POLIMORFNOSTPOLIMORFNOST (P) (P)Lokus je polimorfan ako jeLokus je polimorfan ako je
uuččestalost najuestalost najuččestalijeg aleestalijeg alella manja oa manja od d 99% ili 95%99% ili 95%
P = br. polimorfnih lokusa / br. lokusaP = br. polimorfnih lokusa / br. lokusa
HETEROZIGOTNOSTHETEROZIGOTNOST (H) (H)H = br. heterozigotnih jedinki za neki lokus / br. H = br. heterozigotnih jedinki za neki lokus / br.
JedinkiJedinki
broj
analiziranih
vrsta
srednji broj lokusa analiziranih po vrsti
PROSEČNA PROPORCIJA LOKUSA
polimorfnih po populaciji
heterozigotnih
po jedinki
INSEKTI Drosophilaostalihaplodiploidne ose
2846
242815
0.5290.5310.243
0.150.1510.062
MORSKIBESKIČMENJACI
9 26 0.587 0.147
PUŽEVIzemnimorski
55
1817
0.4370.175
0.1500.083
RIBE 14 21 0.306 0.078
VODOZEMCI 11 22 0.336 0.082
GMIZAVCI 9 21 0.231 0.047
PTICE 4 19 0.145 0.042
GLODARI 26 26 0.202 0.054
KRUPNI SISARI 4 40 0.23 0.037
ČOVEK 87 0.38 0.07
BILJKE 8 8 0.464 0.170
ALOZIMSKI POLIMORFIZAMIzuzetno visoka varijabilnost u P i H- generalno je visoka korelacija P i H
beskičmenjaci↓
biljke↓
kičmenjaci
Drosophila MAX HSisari MIN H
GenetiGenetička čka varijabilnost varijabilnost populacije je populacije je promenljivapromenljiva
sredina, sistemi sredina, sistemi parenja, veličina parenja, veličina populacije, populacije, evolutivni faktorievolutivni faktori
Razlika u DNK sekvenci medju Razlika u DNK sekvenci medju jedjediinkama, grupama, populacijamankama, grupama, populacijama
MutacijaMutacija:: vidvid genetičkog genetičkog polimorfizma – nasledna promena u polimorfizma – nasledna promena u nukleotidnoj sekvencinukleotidnoj sekvenci
DNK polimorfizamDNK polimorfizam
GENSKE MUTACIJE
bez efekta na fenotip 1. “tihe”- NE MENJAJU AMINO KISELINU2. neutralne – MENJAJU AMINO KISELINU
NE MENJAJU POLIPEPTID
sa efektom na fenotip 1. na nivou translacije proteinanonsens - zaustavljanje translacijemissens - zamena amino kiseline“frameshift”- promena celog polipeptida
U odnosu na adaptivnu vrednostNE UTIČU NA ADAPTIVNU VREDNOSTIUTIČU NA ADAPTIVNU VREDNOST
DNK polimorfizamDNK polimorfizam
sinonimne i sinonimne i nesinonimne zamenenesinonimne zamene
u kodirajućim i u kodirajućim i nekodirajućim nekodirajućim regionimaregionima
SNP (zamene SNP (zamene pojedinačnih nukleotidapojedinačnih nukleotida
Mikrosatelitni ponovciMikrosatelitni ponovci Minisatelitni ponovci Minisatelitni ponovci
(VNTR)(VNTR) RFLPRFLP
RFLP polimorfizam dužine restrikcionim fragmenataRFLP polimorfizam dužine restrikcionim fragmenata
Procenjena nukleotidna heterozigotnost za Procenjena nukleotidna heterozigotnost za neke DNK sekvenceneke DNK sekvence
DNK sekvence organizam Hnuc beta-globinski geni čovek 0.002 gen za hormon rasta čovek 0.002 Adh gen voćna mušica 0.006 mtDNK čovek 0.004 region H4 gena morski jež 0.19
H nuc= [n(∑ci) - ∑ci2] / j [(∑ci)(n-1)]
n = br DNK molekulaj = br. nukleotida na 1 restrikcionom mestui = br. restrikcionih mestac = broj molekula po 1 restrikcionom mestu
VNTR - varijabilni broj tandemskih ponovakaVNTR - varijabilni broj tandemskih ponovaka
mtDNK i cpDNK polimorfizammtDNK i cpDNK polimorfizam
-Manji genomi, puno kopija-Visoka stopa mutacija-Unipartentalno nasledjivanje-Nema rekombinacija
Geografska distribucija mtDNK sekvenci kod Geomys pinetis na jugoistoku SADGeografsko odvajanje “mitohondrijalnih linija”, nakon restrikcije mtDNK sa BamHI, u restrikcione tipove MabHI M i BamHI N.
Hipotetičko filogenetsko stablo na osnovu polimorfnosti mtDNK humanih populacija
migranti iz istočne afrike nose novi marker, imaju ga svi ne-afrikanci
novi marker, euroazijati, pojavio se na srednjem istoku
Hipotetičko filogenetsko stablo na osnovu polimorfnosti mtDNK humanih populacija
AfrikanciOstali (i Afrikanci)
mtDNKMinisatelitiProtein-kodirajuće sekvence
10 000 jedinki osnivačke populacije100 000 -200 000 godina
Globalna genetička različitost humanih populacija - uslovljena geografijom, Genetička diferencijacija raste sa geografskom udaljenošću, a unutar populacijska opada sa udaljenošću od afričkog kontinenta
Učestalosti različitih genskih varijanti u različitim populacijama otkrivaju koliko skoro su one delile zajedničke pretke.
Geografska udaljenost od istočne Afrike objašnjava 85% opadanja genetičke varijabilnosti medju ljudskim populacijama (mikrosateliti)
Malo je polimorfizama koji su unikatni za pojedine populacije
Jaka veza izmedju genetičke varijabilnosti i lingvističkih grupa
Prostorna i vremenska varijabilnostProstorna i vremenska varijabilnost genetičke strukture populacije genetičke strukture populacije
DAGNJA: variranje učestalosti LAP94, LAP96, LAP98 alela LAP lokusa - za enzim leucin amino peptidazu
Variranje učestalosti 5 tipova inverzijakod D.pseudoobscura
Distribucija B alela u Evropi
Učestalost mutacije Δ32 u CCR-5 alelu (rezistentnost na HIV infekciju)
Malo je polimorfizama koji su unikatni za pojedine subpopulacije ili raseLjudske populacije su genetički uniformneVeći deo varijabilnosti je unutar nego izmedju populacija
Razlike postoje u učestalosti pojedinih alela
Čemu služi analiza genetičkog Čemu služi analiza genetičkog polimorfizma?polimorfizma?
Procena nivoa genetičke varijabilnosti populacija različitih vrsta koje se razlikuju prema veličini, genetičkoj organizaciji, sistemu parenja ili osobinama životnog ciklusa
Razumevanje nastanka različitih vidova polimorfizma i razumevanje evolutivnih mehanizama održavanja genetičke varijabilnosti i procesa kojim se on unutar vrste pretvara i genetičku divergenciju izmedju vrsta
Razumevanje evolutivne istorije populacija, subpopulacija i vrsta i evolutivnih faktora koji na to utiču kao i odredjivanje filogenetskih odnosa vrsta
Razumevanje evolutivnog porekla, globalne ekspanzije
i diversifikacije humanih populacija
Upotreba DNK različitosti za identifikaciju jedinki u populaciji sa ciljem forenzike, sudstva, odredjivanja genetičkog srodstva, praćenja epidemija, itd.
Upotreba DNK polimorfnih sekvenci kao genetičkih markera u analizama rodoslova putem genetičke vezanosti, sa ciljem utvrdjivanja gena faktora rizika za pojedina nasledna oboljenjakod ljudi ili gena povezanim sa poželjnim osobinama u kultivaciji biljaka i životinja
Monitoring nivoa genetičkog diverziteta kao ključnog indikatora vrsta u biološkoj zajednici i staništima izloženim hemijskom, biološkom ili fizičkom stresu
Monitoring nivoa genetičkog diverziteta sa ciljem konzervacije ugroženih vrsta