Выбор фона

редактировать
Явление, вызывающее потерю генетического разнообразия

Фоновый отбор описывает потерю генетического разнообразия в безопасном локусе из-за отрицательный отбор против связанных вредоносных аллелей. Это одна из форм сцепленного отбора, где поддержание или удаление аллеля из популяции зависит от аллелей в его группе сцепления. Название подчеркивает тот факт, что генетический фон или геномная среда нейтральной мутации оказывает значительное влияние на то, будет ли она сохранена (генетический автостоп ) или очищена (фоновый отбор) от населения. В некоторых случаях термин фоновый отбор широко используется для обозначения всех форм сцепленного отбора, но чаще всего он используется только тогда, когда нейтральная вариация уменьшается из-за отрицательного отбора против вредных мутаций . Фоновый отбор и все формы сцепленного отбора противоречат предположению нейтральной теории молекулярной эволюции о том, что фиксация или потеря нейтральных аллелей полностью стохастична и является результатом генетического дрейфа.. Вместо этого эти модели предсказывают, что нейтральная изменчивость коррелирует с давлением отбора, действующим на сцепленные ненейтральные гены, что нейтральные черты не обязательно игнорируют отбор. Поскольку они разделяются вместе, ненейтральные мутации, связанные с нейтральными полиморфизмами, приводят к снижению уровней генетической изменчивости по сравнению с предсказаниями нейтральной эволюции.

Содержание

  • 1 Отношение к нейтральной модели
  • 2 Расчет
  • 3 Значение для асексуальных групп
  • 4 Ссылки

Отношение к нейтральной модели

Снижение нейтральной вариации из-за фонового выбора можно моделировать с помощью экспоненциальной функции от общей частоты мутаций во вредных областях задействованного участка генома. Общий эффект фоновой селекции на генетическое разнообразие напоминает уменьшение эффективного размера популяции. Как следствие, фоновый отбор использовался для объяснения многих несоответствий между классическими моделями нейтральной изменчивости и наблюдаемыми исследованиями генетического разнообразия. Например, наблюдение о том, что генетическое разнообразие слабо коррелирует с размером популяции или вообще не коррелирует, называется «парадоксом изменчивости». В соответствии с теорией фонового отбора парадокс разрешен, поскольку предполагается, что нейтральная вариация будет устранена вместе с вредными мутациями.

Выбор фона также способствует выборочному объяснению положительной корреляции между рекомбинацией и полиморфизмом в популяциях. В областях с высокой рекомбинацией нейтральные локусы с большей вероятностью «ускользнут» от воздействия соседнего отбора и сохранятся в популяции. Вариант этого сценария наблюдался в исследованиях Drosophila, где участки с низкой рекомбинацией в геноме демонстрируют низкие уровни генетической изменчивости. Хадсон и Каплан показали, что разница между ожидаемым и наблюдаемым уровнями вариации объясняется учетом выбора фона.

Расчет

Выбор фона можно измерить путем оценки степени отклонения уровней нейтральных вариантов из прогнозов нейтральной модели -основанных оценок частоты мутаций и генетического дрейфа. Однако недостаточно изучать только вариации, потому что две основные формы сцепленного отбора, фоновый и автостоп, приводят к потере разнообразия, и обе модели предсказывают аналогичные результаты в геномных регионах с высокой рекомбинацией. Относительное влияние этих двух эффектов еще недостаточно изучено, хотя были разработаны методы различения этих двух эффектов. Один из методов состоит в том, чтобы сравнить уровни нуклеотидного разнообразия в регионах с низкой рекомбинацией, где модели заметно различаются по своим предсказаниям. Таким образом, изучение вариаций в геномных окрестностях с относительно низкими скоростями рекомбинации, а не во всем геноме, может дать представление об относительной распространенности фонового и автостопного отбора.

Последствия для асексуальных популяций

Считается, что фоновый отбор в асексуальных популяциях влияет на скорость храповика Мюллера, накопление необратимых вредных мутаций в некомбинирующихся популяциях. Поскольку фоновый отбор снижает эффективный размер популяции, испытываемый областью генома, и только часть бесполой нерекомбинирующейся популяции с наименьшим количеством мутаций будет способствовать будущим поколениям, количество локусов, в которых может возникнуть полезная мутация, и сохраниться в ней. население очень мало. Другими словами, в несовместимой популяции все сайты ведут себя так, как если бы они были тесно связаны.

Ссылки

  1. ^ Чарльзуорт, Б., М. Т. Морган и Д. Чарльзуорт. 1993. Влияние вредных мутаций на нейтральную молекулярную изменчивость. Генетика. 134: 1289-1303.
  2. ^Чарльзуорт, Д., Б. Чарльзуорт и М. Т. Морган. 1995. Паттерн нейтральной молекулярной изменчивости в рамках модели фоновой селекции. Генетика. 141: 1619-1632.
  3. ^Хан, Мэтью В. 2008. К теории отбора молекулярной эволюции. Эволюция. 62 (2): 255-265.
  4. ^ Левонтин Р. С. 1974. Генетическая основа эволюционных изменений. Columbia Univ. Press, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  5. ^Хадсон, Ричард Р. и Норман Л. Каплан. 1995. Вредный фоновый отбор с рекомбинацией. Генетика. 141: 1605-1617.
  6. ^Иннан, Хидеки и Вольфганг Стефан. 2003. Различение моделей автостопа и фоновой селекции. Генетика. 165: 2307-2312.
  7. ^Чарльзуорт, Брайан. 2012. Влияние вредных мутаций на эволюцию связанных сайтов. Генетика. 190: 5-22.
Последняя правка сделана 2021-05-11 05:34:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте