Populační genetika

Populační genetika je nauka o změnách zastoupení alel jednotlivých genů v populaci. Tyto změny mohou být důsledkem jak přirozeného výběru, tak genetického driftu.

Vymezení základních pojmů:

Populace je většinou definována jako skupina jedinců stejného druhu se společným genofondem, která obývá určitou oblast. Dále uvažujeme, že jedinci se mezi sebou mohou volně křížit a pochází ze stejného předka. Pojem populace tedy nejde dobře aplikovat na druh s převažujícím vegetativním rozmnožováním.

Genofond populace je soubor všech alel (genů), které se v populaci vyskytují.

Obsah 1 Druhy populací 1.1 Autogamická populace 1.2 Alogamická populace 2 Hardy-Weinbergův zákon 2.1 Vnější vlivy působící na genofond populace 3 Odkazy 3.1 Zdroj

upravit Druhy populací

upravit Autogamická populace

Je vytvářena jedinci, kteří se rozmnožují autogamií (samooplozením). Každý jedinec (hermafrodit) tedy produkuje samčí i samičí gamety. Jelikož homozygotní jedinec (ať už homozygotně dominantní nebo homozygotně recesivní) může produkovat jen a jen homozygotní potomky a heterozygot produkuje heterozygoty pouze v 50% případů (2. Mendelův zákon), vznikají zde postupem času dvě čisté linie homozygotů a heterozygotů neustále ubývá až téměř vymizí. Úplně však z populace nevymizí nikdy.

Homozygotní jedinci (alely AA nebo aa) produkují homozygotní potomky. Heterozygotní jedinci (alely Aa) produkují 50 % heterozygotních, 25 % homozygotně dominantních a 25% homozygotně recesivních potomstva.

Např. samosprašné rostliny, hermafrodité.

upravit Alogamická populace

Vytvářejí ji organismy, u kterých jedinec vzniká splynutím 2 gamet od různých jedinců.

Např. gonochoristé, cizosprašné rostliny.

• populace panmiktická je zvláštním případem této populace. V této velmi rozsáhlé populaci musí být zaručena stejná pravděpodobnost zkřížení jakýchkoli 2 jedinců v populaci.
  • pro tuto populaci platí Hardy-Weinbergův zákon, na jeho základě můžeme vypočítat genotypovou skladbu panmiktické populace. Zákon platí za těchto podmínek:
    1. Nedochází k mutacím (alespoň ne u sledovaného genu)
    2. Nedochází k selekcím
    3. Nedochází k migraci
    4. Populace musí být panmiktická a velmi početná

upravit Hardy-Weinbergův zákon

„Podíl jednotlivých alel se v panmiktické populaci nemění.“

p...... četnost dominantní alely q...... četnost recesivní alely

1. p + q = 1 (tj. 100 %)
2. Pravděpodobnost vzniku homozygota dominantního je p × p, homozygota recesivního je q × q; a u heterozygota to je 2pq.

Celkové genotypové složení populace tedy lze vyjádřit s pomocí vzorce:

p² + 2pq + q² = 1

upravit Vnější vlivy působící na genofond populace

• Mutační tlak: Může docházet např. ke vzniku zcela nových alel či změně dominantní alely na recesivní i naopak. Četnost těchto jevů je velmi nízká a změny se během jedné generace téměř neprojevují.

• Selekční tlak: Selekce neboli přírodní výběr má velký vliv. Pokud alela svého nositele zvýhodňuje oproti jedincům bez této alely, bude frekvence této alely v následujících generacích postupně stoupat. Nevýhodné alely postupně ubývají (dominantní mizí poměrně rychle, recesivní mizí pomalu a úplně nevymizí nikdy), protože své nositele znevýhodňují (tzv. negativní selekce).

• Migrace: Migrace může znamenat obohacení genofondu o nové alely (ale i jeho ochuzení). Organismy žijí často na zcela specifickém místě, kde mohou tvořit více či méně izolované subpopulace. Pro výměnu genů (genový tok) mezi takovýmito populacemi je pak migrace nezbytná. Případné rozšíření těchto alel opět závisí na jejich adaptativní hodnotě (vliv selekce) - podmínky na původním a novém stanovišti se mohou lišit.

• Genetický drift: Genetický drift neboli posun jsou náhodné posuny ve frekvenci jednotlivých alel v rámci genofondu dané populace. V praxi to znamená, že tyto změny frekvencí nepodléhají selekci, ale závisí vyloženě na náhodě při vzniku gamet a zygot (i nositel výhodné alely nemusí tuto alelu svým potomkům předat a tato se v další generaci neobjeví). Tyto změny jsou kumulativní - časem tak může dojít dokonce i k fixaci jedné alely a vymizení alely druhé. Genetický drift se uplatňuje v relativně malých populacích - čím je populace menší - tím výraznější je vliv driftu a tím častěji dojde k fixaci jedné z alel.

upravit Odkazy

upravit Zdroj

• ŠÍPEK, A. Genetika populací [online]. [cit. 2010-10-24]. <http://genetika.wz.cz/populace.htm>.