Популяційна генетика

Популяційна генетика, розділ генетики, що вивчає генофонд популяцій і його зміна в просторі і в часу. Розберемося докладніше в цьому визначенні. Особи не живуть поодинці, а утворюють більш-менш стійкі угрупування, спільно освоюючи середу проживання. Такі угруповання, якщо вони самовідтворюється в поколіннях, а не підтримуються тільки за рахунок прийшлих особин, називають популяціями. Наприклад, стадо сьомги, нерестящейся в одній річці, утворює популяцію, тому що нащадки кожної риби з року в рік, як правило, повертаються в ту саму річку, на ті ж нерестовища. У сільськогосподарських тварин популяцією прийнято вважати породу: всі особи в ній єдиного походження, тобто мають спільних предків, містяться в подібних умовах і підтримуються єдиної селекційної і племінної роботою. У аборигенних народів популяція - це члени пов'язаних спорідненістю стійбищ.

При наявності міграцій кордону популяцій розмиті і тому визначити неможливо. Наприклад, усі населення Європи - нащадки кроманьйонців, заселили наш континент десятки тисяч років тому. Ізоляція між древніми племенами, посилюється з розвитком у кожного з них власної мови і культури, вела до відмінностей між ними. Але відособленість їх відносна. Постійні війни і захоплення території, а в Останнім часом - гігантська міграція вели і ведуть до певного генетичному зближенню народів.

Наведені приклади показують, що під словом «популяція» слід розуміти угруповання особин, пов'язаних територіальної, історичної та репродуктивної спільністю.

Особи кожної популяції відрізняються один від одного, і кожна з них в чомусь унікальна. Багато хто з цих відмінностей спадкові, чи генетичні, - вони визначаються генами і передаються від батьків до дітей.

Сукупність генів у особин даної популяції називають її генофондом. Для того щоб вирішувати проблеми екології, демографії, еволюції та селекції, важливо знати особливості генофонду, а саме: яким великим генетичну різноманітність у кожній популяції, які генетичні відмінності між географічно розділеними популяціями одного виду і між різними видами, як генофонд змінюється під дією навколишнього середовища, як він перетвориться в ході еволюції, як розповсюджуються спадкові захворювання, наскільки ефективно використовується генофонд культурних рослин і домашніх тварин. Вивченням цих питань і займається популяційна генетика.

Основні поняття популяційної генетики

Частоти генотипів і алелей. Найважливішим поняттям популяційної генетики є частота генотипу - частка особин в популяції, що мають даний генотип. Розглянемо аутосомним ген, що має k алелей, A1, A2, ..., Ak. Нехай популяція складається з N особин, частина яких має аллели Ai Aj. Позначимо число цих особин Nij. Тоді частота цього генотипу (Pij) визначається як Pij = Nij/N. Нехай, наприклад, ген має три алелі: A1, A2 і A3 - і нехай популяція складається з 10000 особин, серед яких є 500, 1000 і 2000 гомозигот A1A1, A2A2 і A3A3, а гетерозигот A1A2, A1A3 і A2A3 - 1000, 2500 і 3000 відповідно. Тоді частота гомозигот A1A1 дорівнює P11 = 500/10000 = 0,05, або 5%. Таким чином ми отримуємо такі спостерігаються частоти гомо-та гетерозигот:

P11 = 0,05, P22 = 0,10, P33 = 0,20,

P12 = 0,10, P13 = 0,25, P23 = 0,30.

Ще одним важливим поняттям популяційної генетики є частота алелі - його частка серед мають алелей. Позначимо частоту алелі Ai як pi. Оскільки у гетерозиготною особи аллели різні, частота алелі дорівнює сумі частоти гомозиготних та половині частот гетерозиготних з цього аллели особин. Це виражається наступною формулою: pi = Pii + 0,5