Популяционная генетика III

Это уравнение представляет собой простую математическую модель, которая объясняет, каким образом в генофонде сохраняется генетическое равновесие но в популяционной генетике оно применяется главным образом для вычисления частот аллелей и генотипов. [c.315]

Генетика — наука о наследственности, изменчивости и управлении ими по изучаемым объектам делится на генетику микроорганизмов, растений, животных, человека, популяционную генетику, а по подходам — на молекулярную, цитогенетику, клиническую, формальную и т. д. [c.187]

Существует мнение, что лечение генетических заболеваний с помощью генной терапии соматических клеток неизбежно приведет к ухудшению генофонда человеческой популяции. Оно основывается на представлении, что частота дефектного гена в популяции будет увеличиваться от поколения к поколению, поскольку генная терапия будет способствовать передаче мутантных генов следующему поколению от тех людей, которые до этого были неспособны произвести потомство или не могли дожить до половозрелого возраста. Однако эта гипотеза оказалась неверной. По данным популяционной генетики, для существенного повышения частоты вредного или летального гена в результате эффективного лечения требуются тысячи лет. Так, если какое-то редкое генетическое заболевание встречается у одного из 100 ООО жизнеспособных новорожденных, то пройдет примерно 2000 лет после начала применения эффективной генной терапии, прежде чем частота указанного заболевания удвоится и составит 1 случай на 50 ООО. [c.528]

Интересный подход к проблемам применения термодинамических методов в биологии разработал Б. Гудвин [14]. Отметив, что понятие организации не имеет четкого определения, и указав, что физическая энергия, физическая энтропия и т. п. почти ничего не дают для понимания биологической организации , этот автор утверждает, что и в этом случае можно с пользой применить формальный математический аппарат статистической физики, если ввести новые величины, которые только аналогичны термодинамическим. Далее он утверждает, что в молекулярной биологии из свойств внутриклеточных элементарных частиц должны быть выведены характерные свойства живой клетки. При этом элементарными частицами Гудвин считает цистрон, репликон и т. п. В популяционной генетике, по его мнению, рассмотрение генов в качестве элементарных частиц обеспечило Р. Фишеру крупный успех, так как естественный отбор удалось рассмотреть как явление, основанное на вариации частот генов в популяции организмов. По этим причинам гены следует трактовать, как макроскопические единицы, для которых можно вывести и соответствующие количественные законы. [c.116]

В предьщущей главе было описано, каким образом Дарвин пришел к выводу о существовании у растений и животных наследственной изменчивости как при искусственном разведении, так и в природных популяциях. Он понимал, что наследственные изменения должны играть важную роль в процессе эволюции путем естественного отбора, но не мог предложить механизм, который объяснял бы их возникновение. Лишь после того как были вторично открыты законы Менделя о наследственности и объяснено их значение для понимания эволюции, ученые стали уделять должное внимание этому механизму. Современное объяснение изменчивости живых организмов — это результат синтеза эволюционной теории Дарвина и Уоллеса и генетической теории, основанной на законах Менделя. Сущность изменчивости, наследственности и эволюции теперь можно объяснить с помощью данных, полученных в одной из областей биологии, известной под названием популяционной генетики. [c.313]

Генетика в целом занимается изучением генетической конституции организмов и законами, управляющими передачей наследственной информации от одного поколения к другому. Популяционная генетика-это область генетики, изучающая наследственную преемственность в группах организмов, т.е. в популяциях. Генетики-популяционисты исследуют генетическую структуру популяций и то, как эта структура изменяется из поколения в поколение. [c.72]

Основу современной эволюционной теории, которую называют неодарвинизмом, составляет изучение популяционной генетики. [c.313]

Популяционная генетика заимствовала у математической теории вероятностей два символа, и для выражения частоты, с которой два аллеля, доминантный и рецессивный, встречаются в генофонде данной популяции. Таким образом, [c.314]

Наследственные изменения, происходящие в ряду поколений, лежат в основе процесса эволюции. Поэтому популяционную генетику можно также рассматривать и как эволюционную генетику. Однако эти две области следует все же дифференцировать. Часто подразумевается, что предметом популяционной генетики являются популяции конкретных видов, тогда как эволюционная генетика имеет дело с любыми популяциями независимо от того, принадлежат ли они к одному или к различным видам. В рамках такого подхода эволюционная генетика-наука более общая, чем популяционная, и включает популяционную генетику в качестве одной из своих частей. Эволюционной генетике посвящена остальная часть этой книги. [c.72]

Популяционная генетика Последовательный электрофорез Приспособленность Фундаментальная теорема естественного отбора Частоты генов (аллелей) Частоты генотипов Электрофорез в геле (гель-электрофорез) Эффективное число аллелей (п ) [c.104]

Любой физический признак организма, например окраска шерсти у мьппей, определяется одним или несколькими генами. Каждый ген может существовать в нескольких различньгх формах, которые называют аллелями (см. табл. 24.2.). Число организмов в данной популяции, несущих определенный аллель, определяет частоту данного аллеля (которую иногда называют частотой гена, что менее точно). Например, у человека частота доминантного аллеля, определяющего нормальную пигментацию кожи, волос и глаз, равна 99%. Рецессивный аллель, детерминирующий отсутствие пигментации — так называемый альбинизм, встречается с частотой 1%. Это значит, что из общего числа аллелей, контролирующих синтез этого пигмента, 1% не способен обеспечивать его, а 99% делают это. В популяционной генетике частоту аллелей или генов принято выражать не в процентах или простых дробях, а в десятичных дробях. Следовательно, в данном случае частота доминантного аллеля равна 0,99, а частота рецессивного — 0,01. Общая частота аллелей в популяции составляет 100%, или 1, поэтому [c.314]

В этом приложении мы расскажем о некоторых основных понятиях и методах теории вероятности и статистики, необходимых для понимания популяционной генетики. Изложение будет совершенно элементарным и излишним для студентов учебных заведений, в программе ко- [c.258]

Нас учили- знаюш,ие люди. Из профессоров там были известный эмбриолог Поль Вейсс, Сьюэлл Райт, почти столь же знаменитый в популяционной генетике, как Рональд Фишер или Джон Холдейн. Так что в университете уже сложились хорошие традиции в генетике. Именно Райт заразил меня желанием узнать природу гена. Так, начав с орнитологии, я пришел к мысли стать генетиком. [c.135]

Неодарвинизм и популяционная генетика [c.40]

Ранние менделисты, подобно де Фризу, преуменьшали эффективность естественного отбора и подчеркивали первостепенное значение менделевских соотношений и мутаций в формовке эволюции. На некоторых дарвинистов это произвело такое впечатление, что они начали высказывать сомнения в обоснованности менделизма, и между этими двумя группами начались ожесточенные дебаты. Другие эволюционисты, понимая важность менделизма и таящиеся в нем возможности, вознамерились примирить его с дарвиновской теорией. Поскольку возникшая в результате их усилий синтетическая теория эволюции выходила за рамки механизмов, предложенных Дарвином, ее часто называют неодарвинизмом. Немалую роль в решении этой проблемы сыграл переход от рассмотрения последствий скрещивания между двумя особями к последствиям скрещивания между особями в популяциях менделевские соотношения превратились, таким образом, в частоты различных генотипов в дайной популяции, а генетические и эволюционные изменения выражались в изменениях частот соответствующих генов. В результате генетика превратилась в популяционную генетику, которая развивалась параллельно с неодарвинизмом. В дальнейших разделах настоящей главы дан обзор основных моментов этого развития и показано, как популяционная генетика пыталась ответить на ключевые вопросы, поставленные менделистами. [c.41]

Простейший возможный случай относится к одному локусу с двумя аллелями, например Л и а, с частотами соответственно р и д. Большая часть рассуждений в популяционной генетике основана на системе именно такого типа. Допустим, что в результате отбора равновесие Харди—Вайнберга в некоей воображаемой популяции сдвигается следующим образом [c.45]

Первая из этих позиций соответствует менделевской генетике, вторая и третья — популяционной генетике, а четвертая — молекулярной генетике. Позиции 2 — 4 составляют неодарвинизм. [c.54]

Для того чтобы понять, каким образом протекает эволюция, необходимо понимать процессы, происходящие в пределах популяции. Изучение этих процессов составляет предмет популяционной биологии. Ее главные составные части — это популяционная генетика, т. е. изучение процессов наследования в пределах популяции, и популяционная экология, т. е. изучение взаимодействий членов данной популяции друг с другом, а также с окружающей их физической и биологической средой. Хотя популяционного биолога интересуют главным образом эволюционные явления на уровне популяций, он должен быть хорошо осведомлен о том, какие именно виды возникают в результате процесса эволюции. Разнообразие современных и вымерших видов, составляющее область исследования систематики и палеонтологии, вкратце рассматривается в конце книги. [c.10]

ЭВОЛЮЦИИ, а в гл. 8 — процесс размножения. Рассмотрение основ популяционной генетики завершает гл. 9, в которой дан подроб ный обзор известных типов генетической изменчивости в популяциях, чтобы выяснить, соответствуют ли они сделанным ранее предсказаниям. [c.28]

Проверка той или иной гипотезы нередко принимает форму заранее спланированного лабораторного эксперимента. Такие эксперименты служат обычным способом проверки гипотез в физике, химии и по большей части в биологии, однако они не являются обязательными, а в некоторых областях науки, например в геологии, лабораторная проверка невозможна. При проверке гипотез в области эволюции и популяционной генетики лабораторный эксперимент нередко заменяется наблюдениями в природе. Другими способами проверки служат эксперименты на опытных делянках (например, в сельском хозяйстве), изменения естественной среды (например, в экологии), создание реальных физических моделей. [c.33]

Популяционный генетик изучает изменения генных частот в популяциях и явления, вызывающие эти изменения. Орудиями труда ему служат статистика и математика, а также эксперименты в лабораториях и в природных условиях. За последние два десятилетия к этому арсеналу добавилось два новых метода — моделирование на вычислительных мащинах и электрофорез в гелях. На основе своих теоретических и экспериментальных исследований популяционный генетик создает модели для объяснения общих эволюционных явлений. Процессы эволюции при заданных предположениях можно имитировать на цифровых вычислительных мащинах, проверяя логику и внутреннюю согласованность заложенных в модель предпосылок. Однако истинной проверкой модели служат эксперимент и наблюдения, проводимые в полевых и лабораторных условиях на природных популяциях растений, животных и микроорганизмов. Определяя методом электрофореза, созданным на основе знаний, полученных молекулярной биологией за последние два десятилетия, частоты ферментов, популяционный генетик оценивает частоты аллелей в природе. Таким способом можно регистрировать изменения генных частот, действительно происходящие в природе. Результаты некоторых из этих исследований и порожденные ими разногласия обсуждаются в гл. 9. [c.167]

В 1968 г. япоиский генетик Кимура, основываясь на данных популяционной генетики и на рассмотрепии эволюционных древес для различных белков, предложил так называемую нейтральную теорию молекулярной эволюции. Мы уже говорили об этой теории в 4.6. [c.558]

Выяснение причин высокой генной изменчивости в природных популяциях и расшифровка механизмов ее поддержания составляют в настоящее время центральные проблемы популяционной генетики. [c.243]

Как и физика в целом, биофизика — количественная наука, широко применяющая математический аппарат. Биология как таковая, и прежде всего популяционная генетика, также математизируется. Однако имеются большие трудности при математическом описании индивидуальных особенностей организмов. Такое описание может быть лишь численным, но не аналитическим. [c.15]

Динамическими переменными в химии и в ряде биологических проблем являются концентрации реагентов. На той же основе в качестве переменных рассматриваются числа организмов (в популяционной генетике и зкологии). [c.493]

Розанов A, . В кн. Факторы разнообразия в математической экологии и популяционной генетике. Пущино НЦБИ АН СССР, 1980. [c.268]

Для задачи (6.17) существует класс начальных условий, который приводит к отбору определенной скорости фронта — это показали Аронсон и Вайнбергер [264] в связи с задачами популяционной генетики. А именно, все начальные состояния системы, описываемые функциями 1(Х,0), которые ограничены полосой О il < 1, не равны нулю повсюду и убывают с X по крайней мере так же быстро, как е , порождают фронты, движущиеся (в пределе Т оо) со скоростью с = 2. [c.160]

Мы можем предвидеть постоянное стремление сохранить устойчивость у напшх культур. Урок эпифитотии гельминтоспориоза ясно свидетельствует об опасной тенденции нашей современной сельокохозяйственной технологии. Нужны новые, смелые методы, и они действительно появляются. Мы должны быть готовы предоставить хорошо установленным принципам популяционной генетики и зпифитологии работать для нас, и если некоторые из наших целей нереальны, то нужно работать для достижения новых. [c.272]

Часто утверждалось, что необходимо больше изучать и оценивать методы и принципы, нежели прямые открытия систематиков. Для того чтобы подчеркнуть значение биосистема-тпческих исследований для биологической борьбы и подвести читателя к содержанию настоящей главы, мы цитируем следующее высказывание из предисловия к книге Майра, Линсли и Юзингера [1330] Методы и принципы систематической зоологии Понимание теории и практики таксономии важно не только для начинающего и работающего систематика, но также для всех тех, кто пользуется результатами таксономических исследований. Это верно в большей или меньшей мере для всех биологических наук, но в особенности для таких отраслей, как экология, популяционная генетика, сравнительная морфология, антропология, сравнительная физиология и прикладная биология. Прочные таксономические знания являются предпосылкой для разумных выводов во всех этих областях . [c.187]

Как правило, в инсектарии можно вывести за год гораздо больше поколений, чем их бывает в природе. Обсуждение вопросов популяционной генетики Добжанским [523] дало основание предполагать, что отбор по признаку устойчивости к крайним климатическим колебаниям гораздо более вероятен в лабораторных условиях, чем в природе. Добжанский доказал, что набор генов у дрозофил изменяется при смене сезонов. Популяции дрозофилы приспособляются к зимним условиям в результате естественного отбора, что предполагает значительную смертность, вызванную холодами, однако на следующее лето должно происходить противоположное изменение, снова сопровождаемое заметной смертностью, вызванной на этот раз теплом. Таким образом вид временно приспосабливается к выживанию при крайней жаре или крайнем холоде, но только к одному из этих условий в одно время и в разные сезоны. Следовательно, мало вероятно появление приспособляемости индивидуумов к теплу и холоду одновременно, В лаборатории, однако, те же особи можно подвергнуть крайнему нагреву и охлаждению в расчете на выведение расы более выносливой и [c.346]

Сегодня уже ясно, что мутационный груз человечества накапливался в популяциях в форме сбалансированного полиморфизма или наследственной патологии. Он характеризует наше прошлое, и мы сейчас живем с этим грузом в катастрофически меняюш ихся с генетической точки зрения условиях. В XX в. появилось много новых факторов и условий, меняюш их наследственность человека, с которыми он как биологический вид не сталкивался на протяжении своей длительной эволюции. Это — миграция населения и расширение границ браков, планирование семьи у здоровых людей и репродуктивная компенсация в отяго-ш енных наследственной патологией семьях, насыщение среды обитания человека мутагенами и т. д. Генетические процессы в популяциях человека (изменение частот генов и генотипов, мутационный процесс, отбор) обладают большой инертностью. Вот почему генетические последствия изменения среды обитания человека проявятся не через 1-2 поколения, а, скорее всего, через десятки поколений. Задача современной популяционной генетики человека — научиться предсказывать нежелательные последствия на уровне популяции и снижать неблагоприятные генетические эффекты окружающей среды, изменения демографической структуры, а также уменьшать груз наследственной патологии предыдущих поколений. И генетика человека даже сегодня многое может сделать в этой области. [c.144]

Как результаты наблюдений, так и электрофоретические данные позволяют считать, что в популяциях существует значительный полиморфизм и что он, по-видимому, относительно стабилен. Но и классический дарвинизм, и неодарвинизм предсказывают разрущение изменчивости, и в связи с этим между теоретической популяционной генетикой и экогенетикой возникло некоторое напряжение. Существует две возможности справиться с этим парадоксом. [c.73]

П58Д Факторы разнообразия в экологии и популяционной генетике ./ Под ред. [c.289]

Предмет популяционной генетики составляют явления наследственности в группах организмов в целом. Ее интересует не механизм наследственности как таковой, а его роль в эволюции популяций. Популяционная генетика занимается изучением влияния, оказываемого на наследственность мутационным процессом, рекомбинациями и отбором, а также значениями при этом величины популяции, типа скрещивания, продолжительности жизни отдельных особей и т. п. Кроме того, она рассматривает воздействия на генетический состав популяции таких явлений, как сцепление, множественный аллелизм, сцепло.нность с полом, и других подобных процессов. Поскольку все эти- явления могут вызывать изменения в популяции, изучение органической эволюци неизбежно связано с изучением генетики популяций. [c.125]

Этот очень полезный и широко используемый показатель был впервые введен в 1923 г. одним из создателей популяционной генетики — американским ученым Сьюэллом Райтом, который назвал его индексом фиксации . [c.180]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология