Genetica populatiei

Genetica populației , sau genetica populației , este o ramură a geneticii care studiază distribuția frecvențelor alelelor și schimbarea acestora sub influența forțelor motrice ale evoluției : mutageneza , selecția naturală , deriva genelor și fluxul genelor . Se ia în considerare și structura spațială a populației și structurile subpopulației. Genetica populației încearcă să explice procesele de adaptare și speciație și este una dintre componentele principale ale teoriei sintetice a evoluției . Formarea geneticii populației a fost influențată cel mai mult de : Sewall Wright , John Haldane , Ronald Fisher , Sergei Chetverikov ; modelele cheie care determină frecvențele alelelor în populații sunt formulate de Godfrey Harold Hardy și Wilhelm Weinberg .    

Domeniul de aplicare și partea teoretică

Poate cea mai semnificativă realizare „formală” a teoriei sintetice moderne a evoluției este formarea bazei matematice a geneticii populațiilor. Unii autori (Beatty, 1986) cred chiar că explicația matematică a dinamicii populației stă la baza unei teorii sintetice a evoluției.

Richard Lewontin (1974) a formulat problemele teoretice ale geneticii populațiilor. El a subliniat două aspecte ale geneticii populației: genetică și fenotipică . Scopul principal al teoriei complete a geneticii populațiilor este de a formula un set de legi care să reflecte tranziția de la un set de genotipuri ( G 1 ) la o serie de fenotipuri posibile ( P 1 ), ținând cont de acțiunea selecției naturale , precum și un set de legi care ar permite un set de fenotipuri ( P 2 ) în populația rezultată, caracterizează genotipurile prezentate în aceasta ( G 2 ); întrucât genetica mendeliană poate prezice următoarea generație de genotipuri dintr-un set de fenotipuri, inelul se închide. Iată o vizualizare schematică a acestei transformări

(După Lewontin 1974, p. 12).

Chiar și lăsând deoparte faptul că multe abateri de la moștenirea mendeliană au fost găsite în cursul lucrărilor clasice la nivelul moștenirii și al studiilor genetice moleculare, aceasta pare a fi o sarcină formidabilă.

T 1 reprezintă legile genetice și epigenetice , aspecte ale biologiei funcționale sau de dezvoltare care descriu trecerea de la genotip la fenotip. Să numim aceasta „mapping genotip-fenotip”. T ² sunt modificări asociate cu acțiunea selecției naturale, T ³ sunt relații epigenetice care determină genotipuri pe baza fenotipurilor selectate și, în sfârșit, T 4  sunt modele ale geneticii mendeliane.

În practică, există două ramuri ale teoriei evoluționiste care există în paralel: genetica tradițională a populației, care operează cu seturi de genotipuri, și teoria biometrică, care operează cu seturi de fenotipuri ale obiectelor studiate, care este utilizată în creșterea plantelor și animalelor . O anumită parte a sistemului, tranziția de la fenotip la genotip, se pierde de obicei. Aceasta duce la faptul că variabilitatea sistemului, descrisă folosind unele abordări, este caracterizată ca stabilă sau constantă, atunci când se utilizează alte abordări sau în alte condiții, este caracterizată ca evoluând în mod natural. Prin urmare, pentru o formulare adecvată a oricărui studiu de populație, este necesar să existe anumite cunoștințe despre sistemul studiat. În special, dacă fenotipul este determinat aproape complet de genotip (de exemplu, în cazul anemiei falciforme ), sau perioada de timp din timpul studiului este suficient de mică, parametrii identificați pot fi considerați constanți, dar în multe cazuri acest lucru este incorect.

Etapele dezvoltării geneticii populației

  1. A doua jumătate a anilor 20 - sfârșitul anilor 30 ai secolului XX. În acel moment, se acumulau date despre eterogenitatea genetică a populațiilor. S-a încheiat cu dezvoltarea ideilor despre polimorfismul populațiilor.
  2. 40 - mijlocul anilor 60 ai secolului XX. Studiul mecanismelor de menținere a polimorfismului genetic al populațiilor. Apariția și dezvoltarea ideilor despre rolul important al heterozei în formarea polimorfismului genetic.
  3. A doua jumătate a anilor 60 - sfârșitul anilor 70 ai secolului XX. Această etapă se caracterizează prin utilizarea pe scară largă a electroforezei proteice pentru a studia polimorfismul populației. Se formează idei despre natura neutră a evoluției .
  4. De la sfârşitul anilor 1970. Această perioadă este caracterizată de o schimbare metodică către utilizarea tehnologiilor ADN pentru a studia caracteristicile proceselor care au loc în populații. Un punct important al acestei etape (de la aproximativ începutul anilor 1990) este utilizarea pe scară largă a tehnologiei informatice și a programelor specializate (de exemplu, PHYLIP , Clustal , Popgene ) pentru analiza diferitelor tipuri de date genetice.

Geneticieni remarcabili ai populației

Modelul fundamental care descrie relația dintre frecvențele alelelor genelor și fenotipurilor a fost derivat independent de Hardy și Weinberg în 1908 . La acea vreme, genetica populației nu exista, totuși, dependența descoperită de cercetători stă la baza acestei științe. Lucrările lui S. S. Chetverikov privind identificarea saturației populațiilor naturale de Drosophila melanogaster cu mutații recesive au dat, de asemenea, un impuls important dezvoltării studiilor genetice ale populației.

Fondatorii aparatului teoretic și matematic al geneticii populațiilor pot fi considerați biologii englezi Ronald Fisher (1890-1962) și John Haldane (1892-1964), precum și omul de știință american Sewell Wright (1889-1998). Fisher și Wright nu au fost de acord cu privire la unele aspecte fundamentale și au argumentat despre relația dintre rolurile selecției și deriva genetică. Cercetătorul francez Gustave Maleko (1911-1998) a adus și el contribuții importante la dezvoltarea timpurie a disciplinei în cauză. Contradicțiile dintre „școlile” americane și britanice au continuat mulți ani. John Maynard Smith (1920–2004) a fost un elev al lui Haldane, în timp ce W. D. Hamilton (1936–2000) a fost puternic influențat de munca lui Fisher. Exploratorul american George Price (1922-1975) a lucrat cu amândoi. Adepții lui Wright în Statele Unite au fost Richard Lewontin (n. 1929) și geneticianul japonez Motoo Kimura (1924-1994). Italianul Luigi Luca Cavalli-Sforza (1922–2018), genetician al populației, din anii 1970. care a lucrat la Stanford , a acordat o atenție deosebită geneticii populațiilor umane.

Vezi și

Literatură

  1. Kaidanov L. Z. Genetica populațiilor. Moscova. Editura „Școala superioară”, 1996. 320 p.
 genealogie genetică
Concepte
subiecte asemănătoare