Bilgi

SNP'ler için Hardy-Weinberg dengesi

SNP'ler için Hardy-Weinberg dengesi



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Genotipler ve empoze edilen SNP/INDEL atama nitelikleri, alel frekansları ve küçük alel atamaları hakkında tüm bilgileri içeren bir SNP istatistik dosya yapısına sahibim.

SNPID RSID kromozom konumu A_allele B_allele minor_allele major_alllele AA AB BB AA_calls AB_calls BB_calls MAF HWE eksik arama bilgisi --- rs200405949 NA 10023 CCAA CC CCAA 923.32 16.662 0.012 911 6216 0 0.0088756 . 10097 CCA CC CCA 930.29 9.711 0 924 4 0 0.0051654 -0 1.0638e-06 0.012766 0.50802 --- rs185444096 NA 10177 CTTC 291.03 45.234 0.712 216 12 0 0.069231 9.6433e-17 0.64152 0.75638 0.80608 --- rs200102882690 TTNA TA NA 43.613 0.744 219 12 0 0.066921 4.8216e-17 0.64152 0.75426 0.79622 --- rs56377469 NA 10469 GCCG 239.25 474.83 225.9 38 69 20 0.4929 0.10014 2.234e-05 0.86489 0.42593 --- rs7341907 NA 239800.92 GC 47225 e-05 0.86489 0.42597 --- rs149305563 NA 14665 GAAG 267.44 66.53 2.973 144 16 0 0.10755 0.10741 0.64155 0.82872 0.79468 --- rs149079262 NA 14690 CGGC 207.26 115.51 14.189 56 25 1 0.2135 0.12672 0.64193 --- 6662 NA 15883 A G G A 259.05 71.908 6.001 131 13 1 0.12451 0.20633 0.64154 0.84468 0.80157 --- rs202192731 NA 17614 CT C CT C 7.893 142.55 789.45 1 39 581 0.084231 0.27659 0.0001117 0.33511 0.47425

İki sütun dışında tüm sütunların anlamını üstlenmeyi/anlamayı başardım -HWEvebilgi.

HWE: sanırımHWEHardy-Weinberg dengesi anlamına gelir ve aslında Pearson'ın ki-kare testi yoluyla ve yalnızca aynı veri kümesinden örnekler kullanılarak elde edilen bir ki-kare değeridir (ve bazı genel veri kümeleriyle, örneğin GWAS ile karşılaştırılmaz). HWE kullanarak, daha sonra gama fonksiyonu (örn. p-değeri hesaplayıcısı aracılığıyla) aracılığıyla serbestlik derecelerini (bu durumda bir tane) kullanarak p-değerini hesaplayabiliriz ve sonuç anlamlıysa, bu, spesifik SNP'nin olmadığı anlamına gelir. HWE'de, bu nedenle bu SNP ya bağlantı dengesizliğindedir ya da genotipleme (yani veri alma) hataları nedeniyle reddedilmesi/yok sayılması gerekir. Eğer öyleyse, bu tür durumlar için en çok hangi önem düzeyi kullanılır/en iyi? Hapmap II makalesinde, p değeri < 0,001 olan HWE'de değillerse SNP'ler kaldırılır.

bilgi: Ne anlama geldiği veya nasıl hesaplandığı hakkında hiçbir fikrim yok.


Hardy-Weinberg Dengesi için 5 Koşul

en önemli ilkelerinden biri popülasyon genetiğiPopülasyonların genetik bileşimi ve farklılıklarının incelenmesi, Hardy-Weinberg denge ilkesidir. Ayrıca şu şekilde tanımlanmıştır: genetik denge, bu ilke evrimleşmeyen bir popülasyon için genetik parametreleri verir. Böyle bir popülasyonda, genetik çeşitlilik ve doğal seleksiyon meydana gelmez ve popülasyon, nesilden nesile genotip ve alel frekanslarında değişiklik yaşamaz.

Önemli Çıkarımlar

  • Godfrey Hardy ve Wilhelm Weinberg, 20. yüzyılın başlarında Hardy-Weinberg ilkesini öne sürdüler. Popülasyonlardaki (evrimleşmeyen) hem alel hem de genotip frekanslarını tahmin eder.
  • Hardy-Weinberg dengesi için karşılanması gereken ilk koşul, bir popülasyonda mutasyon olmamasıdır.
  • Hardy-Weinberg dengesi için karşılanması gereken ikinci koşul, bir popülasyonda gen akışının olmamasıdır.
  • Karşılanması gereken üçüncü koşul ise popülasyon büyüklüğünün genetik sürüklenme olmaması için yeterli olmasıdır.
  • Karşılanması gereken dördüncü koşul, popülasyon içinde rastgele çiftleşmedir.
  • Son olarak, beşinci koşul, doğal seçilimin gerçekleşmemesini gerektirir.

Köpek ırklarında Hardy weinberg beklentileri: genetik çalışmalar için çıkarımlar

Hardy-Weinberg dengesi (HWE), bir popülasyon içindeki genotip frekanslarının ve bunların geçerli bir alel tanımına ve rastgele çiftleşen bir numuneye dayanıp dayanmadığının yararlı bir göstergesidir. HWE, seçici baskılar olmaksızın yeterli büyüklükte istikrarlı bir popülasyon olduğunu varsayar ve insan genetik çalışmalarında, gözlemlenen genotip frekanslarını bir popülasyonda beklenenlerle karşılaştırarak veri kalitesi için bir kılavuz olarak kullanılır. Vaka kontrol çalışmalarında genetik ilişkilerin hesaplanması, popülasyonun "HWE'de" olduğunu varsayar. Köpek ırkı popülasyonları, HWE kriterlerinin birçoğundan sapmaktadır ve HWE'de genetik belirteçler yoksa, geleneksel istatistiksel analiz yapılamaz. Bugüne kadar, köpek ırklarındaki genetik belirteçlerin HWE'ye uygun olarak dağıtılıp dağıtılmadığına çok az dikkat edildi. Bu çalışmada, 33 ırkı kapsayan 894 köpekten oluşan bir kohortta 13 genden 109 tek nükleotid polimorfizmi (SNP) genotiplendirildi. Tüm köpek kohortunun analizi, test edilen tüm SNP'ler için HWE'den önemli bir sapma ortaya çıkardı (P < 0.00001) cins ve alt türe göre sınıflandırılan kohort analizi, belirteçlerin çoğunun HWE beklentisiyle uyumlu olduğunu gösterdi. Bu, köpek vaka-kontrol ilişkilendirme çalışmalarının, tanımlanmış ırklar içinde gerçekleştirilmesi durumunda geçerli olacağını düşündürmektedir.


Hardy-Weinberg'in Uygulamaları

Doğal popülasyonların genetik varyasyonu, genetik sürüklenme, mutasyon, göç ve doğal ve cinsel seçilimden sürekli olarak değişmektedir. Hardy-Weinberg ilkesi, bilim adamlarına, evrimleşen popülasyonları karşılaştırabilecekleri, evrimleşmeyen bir popülasyonun matematiksel bir temelini verir. Bilim adamları zaman içinde alel frekanslarını kaydederler ve ardından Hardy-Weinberg değerlerine dayalı olarak beklenen frekansları hesaplarlarsa, bilim adamları popülasyonun evrimini yönlendiren mekanizmaları varsayabilirler.


SNP'ler için Hardy-Weinberg dengesi - Biyoloji

Bir popülasyondaki alel frekansları (veya tercih ederseniz yüzdeler), aşağıdaki varsayımlar karşılanırsa nesilden nesile Hardy-Weinberg Dengesinde (HWE) kalacaktır:

  1. Doğal seçilim gerçekleşmiyor
  2. Göç (Gen Akışı) gerçekleşmiyor
  3. Mutasyon gerçekleşmiyor
  4. Genetik Sürüklenme meydana gelmiyor (büyük popülasyonlarda sürüklenme daha az olasıdır)
  5. Çiftleşme rastgele gerçekleşir

Bu varsayımlar doğal dünyada nadiren doğru olsa da, beklenen bir alel frekansını hesaplamamıza izin verirler. arasında önemli farklılıklar gözlemlenen ve beklenen frekanslar "bir şeyin" (yani yukarıdakilerden bir veya daha fazlasının) devam ettiğini gösterir ve bu nedenle bize "mikroevrim"in meydana geldiğini söyler.

Hesaplanıyor Beklenen Alel ve Genotip frekansları:

Mümkün olan en basit durumda, sadece iki alleli olan tek bir gene sahibiz. Bu aleller A ve a veya A olabilir.1 ve bir2. Diyelim ki A veya A1= uzun ve a veya A2= kısa. Alellerin baskın ve çekinik mi yoksa ortak baskın mı olduğu konusunda şimdilik endişelenmeyin. Bir popülasyonda p ve q frekanslarına sahip olacaklardır. (Çünkü sadece iki olasılık vardır ve %100'e kadar toplamaları gerekir, p + q = 1.)

Alel frekanslarını bilirsek genotip frekanslarını da tahmin edebiliriz. NS beklenen iki allelin genotip frekansları gösterildiği gibi hesaplanır. Bu tanıdık gelmeli: eski dostumuz Punnet Meydanı. Alel A veya A1 p frekansına ve a veya A aleline sahiptir2 q frekansına sahiptir. Her genotipin olasılığını elde etmek için alel frekanslarını çarpın.

P Q A1 P p 2 pq A2 Q pq q2

Başka bir deyişle, p 2 + pq + pq + q 2 = 1 veya %100. Bu nedenle genotiplerin beklenen frekansları:

Genotip Beklenen Sıklık
AA veya A1A1 p * p = p 2
Aa veya A1A2 pq + pq (veya 2pq)
aa veya A2A2 q * q = q 2

Bunu görmeyi biraz daha kolaylaştırmak için bazı grafiklere bir göz atalım. 0'dan 1'e kadar olan p değerleri için, 0.1'lik aralıklarla şunu elde ederiz:

Kırmızı, AA veya A'nın frekansını temsil eder1A1 genotip, yeşil Aa veya A'dır1A2 genotip ve mavi aa veya A'dır2A2 genotip.

Yukarıdakilerin tümü, görmeyi beklediğimiz alel ve genotip frekanslarıyla ilgilidir. Sonra, gerçek dünya durumuna bakalım, böylece karşılaştırabiliriz.

Hesaplanıyor gözlemlenen Alel ve Genotip Frekansları:

Gerçek bir dünya popülasyonunda, genotipleri veya alelleri değil, yalnızca fenotipleri görebiliriz. Bununla birlikte, AA, Aa ve aa genotiplerinden oluşan bir popülasyonda, gözlenen A alleli sıklığı, tüm AA genotipinin toplamına ve Aa genotipinin yarısının (A yarısı) toplamına eşittir. Bu nedenle a alelinin gözlemlenen frekansı, Aa bireylerinin yarısı (yarısı) artı aa bireylerinin tamamıdır. Bir değeri biliyorsanız, diğerinin değerini elde etmek için elbette 1'den (%100) çıkarmanız yeterlidir. Başka bir deyişle, gözlemlenen A = %100(AA) + %50(Aa) ve a = %50(Aa) ve %100(aa) sıklığı

Fenotip Genotip Makyaj yapmak Sıklık
Uzun boylu AA %100 Bir p 2
Uzun boylu bir %50 A ve %50 a 2pq
Kısa boylu aa %100 bir q2
veya
Fenotip Genotip Makyaj yapmak Sıklık
Uzun boylu A1A1 %100 Bir1 p 2
Orta A1 A2 %50 A1 ve %50 A2 2pq
Kısa boylu A2 A2 %100 Bir2 q2

: Aleller eş baskın ise, her fenotip farklıdır (uzun, orta ve kısayı ayırt edebilirsiniz) ve işiniz daha kolaydır. alleller ise baskın ve çekinik, homozigot AA'yı heterozigot Aa genotiplerinden (her ikisi de uzun) görsel olarak ayırt edemeyiz, bu nedenle homozigot çekinik (kısa) aa bireyleri ile başlamak en iyisidir. aa türlerini sayın ve gözlemlenen q 2'yi elde edin. Ardından, q'yu elde etmek için q 2'nin karekökünü alın ve ardından p'yi elde etmek için q'yu 1'den çıkarın. p2'yi elde etmek için p'nin karesini alın ve gözlemlenen heterozigot Aa genotip frekansını elde etmek için 2*p*q ile çarpın.

Gözlenen ve beklenen genotip frekansları önemli ölçüde farklıysa, popülasyon HWE dışındadır.

Genotip Frekansları
AA aa aa
gözlemlenen
Beklenen
Fark
veya
Genotip Frekansları
A1A1 A1A2 A2A2
gözlemlenen
Beklenen
Fark


Soru: Gözlenen ve beklenen fenotip frekansları neden farklı olabilir? Doğal seçilimin iş başında olduğu aşağıdaki senaryoları hayal edin. Durum, dağılımın yalnızca bir kuyruğunu destekliyor. Belki en uzunu, belki en kısası ama ikisi birden değil. Bu yön seçimidir. Şimdi dağılımın her iki ucunun da karşı seçildiğini ve sadece ortanın tercih edildiğini hayal edin. Buna stabilize edici seçim denir. Ardından, her iki uçtaki uç noktaların tercih edildiğini hayal edin. Buna yıkıcı seçim denir. Bu senaryoların her birinde, zamanla ne olur?

Önce (noktalı çizgi) ve sonra (sarı gölgeli alan) yönlü seçim, stabilize edici seçim ve bozucu seçim.

Yaygın bir yanılgı, zaman içinde baskın alellerin sıklığının artacağı ve çekinik alellerin sıklığının azalacağıdır. Gerçekte, yukarıda listelenen varsayımlar ihlal edilmezse, alel frekansları bir nesilden diğerine değişmeyecektir. Bunun iyi bir örneği insan ABO kan grubudur. O tipi kan çekiniktir, ancak en yaygın olanı kalır.

hwe.xlsx Excel Elektronik Tablosunda, bunu daha somut hale getirmeye yardımcı olacak üç örnek vardır.

Örnek 1: Allel A baskın ve allel a çekiniktir. 1. Nesilde p (alel A) ve q (alel a) orijinal frekanslarını 0,6 ve 0,4 olarak ayarlayın. Bunlar mavi renkle vurgulanır. Diğer tüm sayılar bu iki orijinal veri noktasından hesaplanır. AA genotipinin frekansı, A alel frekansının karesi alınarak belirlenir. Genotip Aa'nın frekansı, A'nın frekansı ile a'nın frekansının 2 katının çarpılmasıyla belirlenir. aa'nın frekansı a'nın karesi alınarak belirlenir. Yalnızca p ve q'nun her zaman 1'e eşit olduğundan emin olarak p ve q'yu başka değerlerle değiştirmeyi deneyin. Sonuçlarda herhangi bir fark yaratır mı?

Örnek 2: Aleller A 1 ve A 2 birlikte baskındır. Bu durumda A 1 0,25 frekansında ve A 2 0,75 frekansındadır.

Örnek 3: A ve a alelleri baskın ve çekiniktir. Alel A'nın baskın olmasına rağmen çok düşük frekansta olduğuna dikkat edin. Frekansı artıyor mu?

HWE ile ilgili bazen kafa karıştıran ikinci şey, yukarıdaki tüm örneklerden sonra, gözlemlenen ve beklenen frekansların farklı olmasının mümkün olup olmadığını merak edebilirsiniz. İşte yaptıkları bir örnek:

Bir salyangoz popülasyonunda, kabuk rengi tek bir gen tarafından kodlanır. A1 ve A2 alelleri birlikte baskındır. A 1 A 1 genotipi turuncu bir kabuk oluşturur. A 1 A 2 genotipi sarı bir kabuk oluşturur. A 2 A 2 genotipi siyah bir kabuk oluşturur. Salyangozların %1'i turuncu, %98'i sarı ve %1'i siyahtır.

A 1 alelinin gözlemlenen frekansı = 0.01 + 0.5(.98) = 0.50 = %50

p 2 = A'nın beklenen frekansı 1 A 1 = 0.25

2pq = A'nın beklenen frekansı 1 A 2 = 0,50

q 2 = A'nın beklenen frekansı 2 A 2 = 0.25

Fenotip turuncu Sarı Siyah
Genotip Bir 1 Bir 1 bir 1 bir 2 bir 2 bir 2
gözlemlenen 1% 98% 1%
Beklenen 25% 50% 25%
Fark -24% +48% -24%

Beklenenden çok daha az turuncu ve siyah salyangoz ve beklenenden çok daha fazla sarı salyangoz var. Her iki kuyruğun da güçlü bir şekilde seçildiği göründüğü için, bu bir stabilize edici seçim durumu gibi görünüyor.


Tartışma

İnsan karmaşık bozukluklarının araştırılması için büyük SNP genotipleme veri setlerinin üretilmesi ve analizi, şu anda çok tartışma konusu ve aktiviteye odaklanıyor. 34 Büyük genotipleme veri kümeleri, kaçınılmaz olarak, genetik verilerin doğru istatistiksel analizinde uzun süredir bir sorun olarak kabul edilen bazı hatalar içerecektir. 1,9 Genotipleme hatalarının, özellikle ilişkilendirme çalışmalarının bağlı olduğu LD gibi belirli genetik ölçümleri etkilediği 20 ve ayrıca aile temelli bağlantı ve ilişki çalışmalarını da etkilediği bilindiğinden, 17 hatanın tanımlanması doğru analiz ve sonraki işlemler için kritik öneme sahiptir. verilerin yorumlanması. Güncel ilgi, genetik veri analizinde hatayı hesaba katabilen istatistiksel yöntemlerin geliştirilmesini de çevreler. 17,19,23,24,25,26 Bu büyük, ampirik çalışma, popülasyon temelli çalışmalarda genotipleme sürecinin bir sonucu olarak ortaya çıkan genotipleme hatalarını belirlemek ve azaltmak için bir yöntem olarak HWE'den genotip dağılım sapmasının ölçümünü bildirmektedir.

Çalışma, 313 SNP'de HWE'den sapmayı ölçtü ve 36 HWD'yi ortaya çıkardı (P<0.05) testleri, şans eseri beklenenden ∼ 2,3 × daha fazladır. Bu veriler göz önüne alındığında, HWE'den sapma ölçümünün duyarlılığının aynı zamanda türetilen SNP'lerin küçük alel frekanslarına (0.06-0.49) ve analiz edilen numunelerin sayısına (62-1018) bağlı olacağını hatırlamak önemlidir. 36 HWD'nin daha fazla araştırılması (P<0.05) tahlilleri, bunların %58'inin genotipleme hatası barındırdığını ortaya koydu.

Bu çalışmada, tahlil özgüllüğünü tanımlayan primerler tasarlanırken, Alus ve LINE dahil olmak üzere genom dizisindeki yüksek seviyeli tekrarlar maskelenmiştir. Ancak, düşük seviyeli tekrar dizilerinin izlenmesi daha zordur. Bunu ele almak için, HWD'deki 36 testin her biri için reaksiyon özgüllüğünü tanımlayan primerler ve/veya problar (P<0.05), NRNUC ve NRHTG veri tabanlarına karşı arama yapılarak geriye dönük olarak analiz edildi. Olası dizi homolojilerini belirlemek için bu aşamada dizi filtreleri kullanılmamıştır. Beş SNP için geliştirilen tahlillerin spesifik olmadığı görüldü. Bunlardan ikisi, kromozom 22 yandaki 390 kb'lik bir bölgeye eşlenen SNP'lerdi. CYP2D6. 32 İki psödojen, CYP2D7 ve CYP2D8, yan yana yatmak CYP2D6 ve iki spesifik olmayan SNP için tahlil özgüllüğünü tanımlayan primerlerin, psödojenlerden biri veya her ikisi ile eşleştiği bulundu. Psödojenler açıkça boldur, 35 ve bu nedenle deneysel tasarım bu dizileri dikkate almalıdır. Diğer üç spesifik olmayan SNP tahlili, birden fazla kromozomal bölgeye %100 homoloji gösterdi.

36 HWD analizinden sonra (P<0.05) SNP'ler ve genotipleme hatası veya spesifik olmama ile bağlantılı bu tahlillerin tanımlanması, 10 SNP kaldı. Bu SNP'lerde gözlemlenen HWE'den sapmanın tesadüfen meydana gelmesi mümkündür. Bununla birlikte, taslak insan genom dizisinin birleştirilmesinden sonra düşük seviyeli kopyaların büyük bir kısmı temsil edilmediğinden, 36 bu HWD grubu içinde (P<0.01) SNP'ler, spesifik olmayan bazı testler vardır, ancak problarının ve primerlerinin homolog olduğu tüm diziler, insan genom dizisi düzeneğinde yakalanmaz.

Burada rapor edilen veriler, 1998-2000 yılları arasında çeşitli farklı genotipleme teknolojileri kullanılarak oluşturulmuştur. Bu geriye dönük analizin bir sonucu olarak, yüksek verimli, standartlaştırılmış yarı otomatik bir genotipleme süreci geliştirilmiştir. Bu, testi çalıştırmadan önce primerlerin otomatik 'elektronik PCR'sini içerir. Tüm SNP tahlilleri, ilgili DNA numunesi setinde SNP tahlilini çalıştırmadan önce 94 Kafkas DNA numunesinde HWE'den sapma açısından test edilir. Genotipler, yüksek eğitimli bilim adamları tarafından puanlanır ve bireysel test genotip başarı oranları için veri doğruluğundan ödün verilmez. Bu süreci takiben, 1434 SNP için 94 ilgisiz Kafkasyalıdan üretilen genotiplerin analizi sadece 10 HWD ortaya çıkardı (P<0.01) SNP'ler (yayınlanmamış veriler). Bu, tesadüfen gerçekleşmesi beklenen sayıdan biraz daha azdır ( ∼ 14), bu da veri kalitesinin arttığını gösterir.

Sonuç olarak, bu çalışma, HWE için basit bir test kullanarak, genotipleme hatalarını barındıran spesifik olmayan tahlillerin ve tahlillerin bir kısmının başarılı bir şekilde tanımlandığını göstermektedir. Genotipleme işlemi daha sonra geliştirilmiş kalitede veriler üretmek için değiştirildi.


Tartışma

Farklı insan popülasyonlarındaki rastgele büyük bir genetik varyant örneğinin mevcut analizinde, daha düşük genotipleme oranlarına (< %98) ve ekleme/silme polimorfizmlerine sahip olanların, genotipleme oranları %x0003E98 olan gerçek SNP'lere kıyasla HWE'yi ihlal etme olasılığı daha yüksekti. . Bu bulgu, genotipleme hatasının HWE ayrılmasının önemli bir nedeni olduğuna dair iyi bilinen gözlemle uyumludur (Tiret ve Cambien, 1995 Xu ve diğerleri, 2002 Hosking ve diğerleri, 2004 Attia ve diğerleri, 2010). HWE filtrelemesinin özgüllüğünü artırmak için, heterozigotların fazlalığı (kazanımı) (GoH d-HWE) ile ilişkili HWE-ayrılış ve heterozigot kaybı (LoH d-HWE) ile ilişkili HWE-ayrılış arasında bir ayrım yaptık. Genotipleme hatasının özellikle GoH d-HWE ile ilişkili olduğu, ancak LoH d-HWE ile ilişkili olmadığı görüldü. Bu bulgu alelik düşüşlerle ilgili olabilir. Örneğin, her ikisi de 0,5 alel frekansına sahip 2 alel (A, a) varsayılırsa, genotip dağılımı %25 AA, %25 aa ve %50 Aa olacaktır. Bu nedenle, bir alelik genotipleme hatasının bir �lse” homozigot veya bir heterozigot oluşturması da aynı derecede muhtemeldir. Bununla birlikte, lokus başına hata oranı ölçülürken, homozigot lokuslarda alelik düşmelerin saptanması daha az olasıdır (alelik düşmeden etkilenen bir heterozigot lokus ve gerçek bir homozigot lokus her ikisi de tek bir bant veya tepe olarak görünecektir) ve bu nedenle heterozigotlar tespit edilmesi daha olasıdır, dolayısıyla heterozigotluk kazanımına yol açar. LoH d-HWE, aksine, silme polimorfizmleri ve popülasyon altyapısı dahil olmak üzere gerçek mevcut biyolojik fenomenlerle ilişkilendirildi. Çalışmamızın bu önemli gözlemi, genotipleme hatasını saptamak için HWE testinin özgüllüğünün, heterozigot taşıyıcıların fazlalığı veya eksikliği ile ilişkili HWE-ayrılması arasında ayrım yaparak arttığını göstermektedir. Örneğimizde, bir heterozigotluk kaybının delesyon polimorfizmleriyle ilişkili olduğu bulundu. Silmeler içinde hemizigotluk oluşur ve heterozigotluk hariç tutulur, bu da delesyon polimorfizmleri olan genomik bölgelerde heterozigotluğun genel olarak azalmasına yol açar. Özellikle, akrabalı yetiştirme aynı zamanda heterozigotluk kaybına da neden olabilir. Uzun genomik homozigotluk koşuları tipik olarak akraba ebeveynlerden gelen çocukların genomlarında bulunur (McQuillan ve diğerleri, 2008). Sık akraba evliliği olan popülasyonlar bu nedenle genel heterozigotluk sıklığında gözle görülür bir azalma gösterebilir. Özellikle SAS ve AMR süper popülasyonlarında yüksek düzeyde akrabalı yetiştirme ile 1000 Genom Projesinin 26 popülasyonunun tamamında akrabalı çiftleşme bulundu (Gazal ve diğerleri, 2015). Bu iki popülasyonda, yüksek kaliteli genotipleme verilerinin seçilmesinden sonra bile (sadece örneğin %98'inde başarılı genotiplere sahip varyantlar dahil edilmiştir) HWE'den ayrılma bulgumuz, bu popülasyonlardaki daha yüksek akrabalı yetiştirme seviyeleri ile ilişkili olabilir. Bununla birlikte, eş seçimini önemli ölçüde kısıtlayabilen sosyo-ekonomik, coğrafi, dini, politik ve etnik ilişkiler de dahil olmak üzere, nüfus altyapısının diğer birçok nedeninin ortaya çıktığı bilinmektedir (Lupski ve diğerleri, 2011). Aslında, rastgele çiftleşme, HWE için merkezi varsayım olsa da, Weinberg tarafından ilk yayınında açıkça takdir edildiği gibi insan popülasyonları için geçerli değildir (Weinberg, 1908).

O/E oranlarının dağılımının çarpıklığı, çalışmamızın beklenmedik bir gözlemiydi ve başkaları tarafından yapılan son gözlemlerle uyumluydu (Graffelman ve diğerleri, 2017). LRRC37A2'deki 11 kısa “şüpheli” varyantı örneği, bu asimetrinin nedenlerinden birini gösterebilir: aslında bu varsayılan “şüpheli” varyantları veri tabanından kaldırılacaktır: bunlar genomlar arasında varyant değildir, ancak bir ve aynı genom içindeki dejenere dizi kopyaları arasında. Aşırı heterozigotlu diğer varsayılan HWE'yi ihlal eden SNP'lerin aslında yanlış sınıflandırılmış spesifik olmayan çapraz hibridizasyonlar olduğunu dışlayamayız.

Çalışmamızın güçlü yönleri, değerlendirilen çeşitli popülasyonları, ExAC veri tabanından elde edilen yüksek kaliteli verileri (Lek ve diğerleri, 2016) ve 1000 Genom Projesi'nden (1000 Genom) geniş bir kısa varyant setinde bulgularımızın doğrulanmasını içerir. Proje Konsorsiyumu ve diğerleri, 2015). Çalışma zayıflıkları, dahil edilen sınırlı sayıda varyantı ve bu genlerin tüm genomik mimarinin doğru bir temsili olup olmadığını, bu, farklı süper popülasyonlar arasında olabilir. Ayrıca, mevcut çalışma, son derece nadir varyantların genotip dağılımlarının özellikle HWE'yi ihlal etmesi muhtemel olmasına rağmen, son derece nadir varyantlarda HWE ayrılmasını değerlendirmemektedir.


Biyoloji OER

NS Hardy-Weinberg ilkesi evrimsel kuvvetlerin yokluğunda bir popülasyondaki iki alelin dengesini tanımlamak için kullanılan matematiksel bir modeldir. Bu model bağımsız olarak G.H. Hardy ve Wilhelm Weinberg. Bir popülasyondaki alel ve genotip frekanslarının, evrimsel güçlerin yokluğunda nesiller boyunca sabit kalacağını belirtir. Bu denge, doğru olması için birkaç varsayımda bulunur:

  1. Sonsuz büyük bir nüfus büyüklüğü
  2. İlgili organizma diploiddir.
  3. Organizma sadece cinsel olarak çoğalır.
  4. Örtüşen nesiller yok
  5. çiftleşme rastgele
  6. Her iki cinsiyette de eşit alel frekansları
  7. Göç, mutasyon veya seçilimin olmaması

Görüldüğü gibi yukarıdaki listede yer alan birçok madde kontrol edilememekte ancak beklenen evrimsel güçlerin devreye girdiği durumlarda (seçim vb.) karşılaştırma yapmamızı sağlamaktadır.

Hardy-Weinberg Dengesi

Denklemdeki aleller aşağıdaki gibi tanımlanır:

  • Genotip frekansı şu şekilde hesaplanır:
  • Alel frekansı şu şekilde hesaplanır:
  • Baskın/resesif olan iki alel sisteminde, birinin frekansını şu şekilde belirleriz: P ve diğeri olarak Q ve standartlaştırın:
  • Bu yüzden toplam frekansı herşeyaleller bu sistemde %100'e (veya 1) eşittir
  • Aynı şekilde, toplam frekansı tüm genotipler aşağıdaki ikinci dereceden ile ifade edilir ve burada 1'e eşittir:
    • Bu denklem, gen frekanslarını değiştiren hiçbir evrimsel güç olmadığını belirten Hardy-Weinberg teoremidir.

    Hardy-Weinberg Dengesinin Hesaplanması (aktivite)

    Bu egzersiz şu anlama gelir: PTC tatma egzersizi . Bu örnek kullanılarak popülasyon içindeki bir alel için seçim test edilebilir. Sınıf mevcudu küçük olsa da, birden fazla bölümden elde edilen sonuçların birleştirilmesi alıştırmayı iyileştirebilir. Sınıf sayımlarından baskın/çekinik özellikleri tahmin etmeyi unutmayın.

    1. Çekinik fenotip nedir ve genotipi nasıl temsil edebiliriz?
    2. Baskın fenotip nedir ve genotipleri nasıl temsil edebiliriz?
    3. Çekinik genotipin sıklığı nedir? (q 2 )
    4. Çekinik alel frekansı nedir? (Q)
    5. Baskın alelin frekansı nedir?(p=1-q)
    6. Sınıftaki heterozigotların sıklığını hesaplamak için Hardy-Weinberg'i kullanın. (2pq)
    7. Sınıftaki homozigotların sıklığını hesaplamak için Hardy-Weinberg'i kullanın. (s 2)
    8. Birden fazla bölümün bir toplamını kullanarak, yerel alelik ve genotipik frekansları Hardy-Weinberg'in öngöreceğiyle karşılaştırın.
    9. Bu küçük sayıyı göz önünde bulundurduğumuzda, bu ilke için gerekli varsayımlarda sorunlar olduğunu görebiliriz. Eğitmen, seçim ve/veya popülasyon sınırlamalarının etkileri ile çoklu popülasyonlar üzerindeki etkileri göstermek için sınıfta aşağıdaki simülasyonu gerçekleştirecektir. Bir alele karşı seçici bir baskıyı göstermek için bir uygunluk katsayısı uygulanabilir.
      • Alellerin Popülasyon Genetiği Simülasyonu
    10. Seçici bir basınç durumunda, bir uygunluk katsayısı ( w ) tanıtılabilir. Bir araştırma makalesi http://www.jci.org/articles/view/64240 Tas2R38 reseptörünün bağışıklık tepkisine yardımcı olduğunu göstermiştir. Pseudomonas. Antibiyotiğe dirençli bir salgın olduğu bir durum hayal edin Pseudomonas. Bu
      baskın alelin seçici bir avantaja sahip olacağını gösterir.
      • Popülasyon Genetik Simülatöründeki uygunluk katsayısını değiştirin ve bunun birbirini izleyen birçok nesilde sahip olacağı etkileri tanımlayın.

    SNP'ler için Hardy-Weinberg dengesi - Biyoloji

    Doğal bir popülasyonun Hardy-Weinberg dengesinden (HWE) ne kadar saptığı, varyasyonunun evrimsel tarihini, durumunu ve olasılığını içerir. HWE için istatistiksel testler, diploid popülasyonlarda genetik çeşitlilik ve evrimin çıkarılması için araç olmuştur.

    Poliploid popülasyonların, diploidlerin yaptığından farklı bir şekilde dengeye yakınsadığı bilinmesine rağmen, poliploid-spesifik HWE'nin yakınsama yörüngesi hakkında çok az şey bilinmektedir. Böyle bir yörüngeyi anlamak, poliploidlerde HWE testi için uygun istatistiksel algoritmalar geliştirmeye yardımcı olabilir.

    Poliploidlerde HWE yakınsamasının basit bir matematiksel kanıtını sağlıyoruz. Bu kanıta dayanarak, poliploidlerin çift redüksiyon gibi mayotik davranışının HWE ve denge genotip frekanslarını nasıl etkilediğini inceliyoruz.

    HWE'yi poliploid bir popülasyonda test etmek için genel bir yaklaşımı çerçeveliyoruz. HWE, ekolojik adaptasyonların genetik mekanizmalarını anlamak için popülasyon genetiği ve ekoloji arasında bir köprü kurar.

    Hardy-Weinberg dengesinden (HWE) sapmaların test edilmesi, doğal popülasyonlardaki genetik çeşitlilik ve evrimsel süreçler hakkında temel bilgiler sağlayabilir. Tek bir rastgele çiftleşme olayından sonra genotip frekanslarının sabit kaldığı diploidlerin aksine, polisomik kalıtımla karakterize edilen poliploidler yavaş yavaş HWE'ye yaklaşır. Burada, herhangi bir başlangıç ​​genotip frekansından tetraploid dengesinin asimptotik yörüngesini matematiksel olarak gösteriyoruz. Allotetraploidlerde ve ototetraploidlerde bireysel lokuslarda HWE'den sapma derecesini test etmek ve tahmin etmek için istatistiksel bir çerçeve formüle ediyoruz. HWE testi hakkında bilgi, tetraploidlerin evrimi ve ekolojisi ile ilgili popülasyon genetik çalışmalarında önemli bir boşluğu doldurmaktadır.


    Doğal Seleksiyonun Gen Frekansları Üzerindeki Etkisinin Hesaplanması.

    Doğal seçilimin gen frekansları üzerindeki etkisi ölçülebilir. içeren bir popülasyon olduğunu varsayalım.

    • %36 homozigot baskınlar (AA)
    • %48 heterozigot (aa) ve
    • %16 homozigot çekinik (aa)

    Bu popülasyondaki gen frekansları

    Heterozigotlar kendilerini üremede homozigot baskınlar kadar başarılıdır, ancak homozigot çekinikler sadece %80 kadar başarılıdır. Yani her 100 AA (veya aa) sadece 80'ini başarıyla çoğaltan bireyler aa bireyler bunu başarırlar. NS Fitness (w) resesif fenotip bu nedenle %80 veya 0.8'dir.

    Göreceli dezavantajları şu şekilde de ifade edilebilir: seçim katsayısı, s, nerede

    Bu durumda, s = 1 − 0.8 = 0.2.

    NS değiştirmek baskın alel frekansında (Δp) bir nesil sonra denklem ile ifade edilir

    s P0 Q0 2
    Δp = __________
    1 - s Q0 2

    nerede P0 ve Q0 sırasıyla baskın ve çekinik alellerin başlangıç ​​frekanslarıdır. Değiştirerek, elde ederiz

    (0.2)(0.6)(0.4) 2 0.019
    Δp = ________________ = ______ = 0.02
    1 − (0.2)(0.4) 2 0.968

    Yani, bir nesilde alel frekansı A 0,6'lık başlangıç ​​değerinden 0,62'ye ve alel değerinden yükselir a 0,4'ten 0,38'e düşer (q = 1 - p).

    Yeni denge bir popülasyon üretir

    • %38.4 homozigot baskın (%2.4 artış) (p 2 = 0.384)
    • %47,1 heterozigot (%0,9 düşüş)(2pq = 0.471) ve
    • %14.4 homozigot çekinik (%1.6 düşüş)(q2 = 0.144)

    Homozigot çekiniklerin uygunluğu değişmeden devam ederse, hesaplamalar herhangi bir sayıda nesil için tekrarlanabilir. Bunu yaparsanız, çekinik genotipin frekansının azalmasına rağmen, oran hangi a gen havuzundan çıkarılır, yani süreç alelleri temizlemede daha az verimli hale gelir. a. Bunun nedeni, heterozigotta mevcut olduğunda, a seleksiyon etkilerinden korunur.

    • Buradasınız:  
    • Ev
    • Andover Biyoloji Bölümü Ders Kitapları
    • Kimball's Biology (Biol-58x Dizisi için ek ders kitabı)
    • Evrim
    • Hardy-Weinberg Dengesi

    />
    Bu çalışma, Creative Commons Atıf-Gayriticari 3.0 Aktarılmamış Lisansı ile lisanslanmıştır.