Генетика
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Рекомендуем:
Необходимое:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Положительный отбор в пользу гетерозигот. Преимущество гетерозигот

Хотя определенные мутантные аллели могут быть опасны у гомозигот, возможны внешние условия, при которых гетерозиготные носители некоторых болезней имеют повышенную приспособляемость не только относительно гомозигот по мутантному, но и гомозигот по нормальному аллелю, такая ситуация называется «преимущество гетерозигот».

Даже легкое преимущество гетерозигот может вести к увеличению частоты патологического аллеля, поскольку гетерозиготы численно существенно превосходят гомозиготы в популяции. Ситуация, когда факторы отбора влияют как на поддержание патологического аллеля, так и на удаление его из пула генов, называется балансированным полиморфизмом.

Известный пример преимущества гетерозигот — устойчивость к малярии у гетерозигот по мутации, вызывающей серповидноклеточную анемию. Аллель серповидноклеточности достиг самой высокой частоты в определенных регионах Западной Африки, где гетерозиготы встречаются чаще гомозигот любого типа, так как гетерозиготы сравнительно устойчивее к малярийному плазмодию.

В областях, эндемичных по малярии, здоровые гомозиготы подвержены малярии; многие заражаются и сильно, даже смертельно, болеют, что приводит к снижению приспособляемости. Гомозиготы по серповидноклеточной анемии болеют еще более серьезно, с приспособляемостью, достигающей нуля, вследствие тяжелого гематологического заболевания. Гетерозиготы же по гену серповидноклеточной анемии имеют эритроциты, невосприимчивые к малярийному паразиту и не подвергающиеся гемолизу при нормальных внешних условиях; таким образом, они сравнительно лучше приспособлены, чем та или иная гомозигота, и воспроизводятся с большей частотой. Со временем мутантный аллель в некоторых областях Западной Африки, эндемичных по малярии, достиг частоты 0,15, что намного выше, чем могло бы объясняться повторными мутациями.

Преимущество гетерозигот при серповидноклеточной анемии иллюстрирует, как нарушение одного из фундаментальных условий закона Харди-Вайнберга о том, что частоты аллеля значительно не изменяются отбором, изменяет математическое отношение между аллелем и частотами генотипа по сравнению с ожидаемым. Рассмотрим два аллеля, нормальный аллель А и мутантный S, которые вызывают три генотипа: А/А (норма), A/S (гетерозиготные носители) и S/S (серповидноклеточная анемия).

гетерозиготы

В выборке 12 387 взрослых из популяции Западной Африки три генотипа обнаружены в следующих пропорциях: 9365А/А : 2993A/S : 29S/S. Суммируя аллели А и S в этих трех генотипах, можно определить частоты аллелей, p=0,877 и q=0,123. По закону Харди-Вайнберга, отношение генотипов должно быть А/А: A/S: S/S = р2:2pq:q2 = 9527 : 2672 : 188. Наблюдаемые коэффициенты 9365 : 2993 : 29, значительно отличаются от ожидаемых. Пример серповидноклеточной анемии показывает, как влияние отбора, действующего не только на сравнительно редкий генотип S/S, но и на два других, более частых А/А и А/5, искажает передачу аллелей и вызывает отклонение от равновесия Харди-Вайнберга в популяции.

Изменение давления отбора должно привести к быстрому изменению относительных частот аллелей серповидноклеточной анемии. Сегодня большинство гетерозиготных носителей проживают в немалярийных районах, а в малярийных областях принимаются меры по уничтожению комаров, переносящих возбудителя болезни. И есть подтверждение, что в популяции афроамериканцев в Соединенных Штатах частота гена серповидноклеточной анемии уже снизилась по сравнению с высоким уровнем в исходной африканской популяции, хотя здесь могут также играть роль и другие факторы, например, введение в пул генов афроамериканцев аллелей из неафриканских популяций.

Считают, что некоторые другие патологические аллели, включая гены гемоглобина С (НbС), талассемии и недостаточности глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФД), а также доброкачественный аллель FY групп крови системы Даффи, встречаются с высокими частотами в определенных популяциях также из-за защиты, которую они обеспечивают против малярии. Предполагают, что преимущество гетерозигот объясняет высокую частоту муковисцидоза в белых популяциях и болезни Тея-Сакса и других нарушений метаболизма сфинголипидов в популяции евреев ашкенази.

Дрейф генов против преимущества гетерозигот

Бывает непросто определить, дрейф генов или преимущество гетерозигот ответственны за повышенную частоту некоторых патологических аллелей в конкретной популяции. Давление отбора окружающей среды, ответственное за преимущество гетерозигот, возможно, действовало в прошлом и определяется сегодня. Например, градиент с северо-запада на юго-восток частоты аллеля ACCJR5 отражает основные различия в частоте этого аллеля в разных этнических группах.

Так, наибольшая частота аллеля ACCR5 — 21% обнаружена среди евреев ашкенази, почти такая же, как в Исландии и на Британских островах. Наблюдаемая пандемия СПИДа слишком молода, чтобы влиять на частоты генов вследствие отбора; изменение в частотах аллеля в Европе наиболее соответствует дрейфу генов, действовавшему на нейтральный полиморфизм. Тем не менее, возможно, что другой фактор отбора (возможно, другая инфекционная болезнь, например бубонная чума), повлиял на частоту аллеля ACCR5 в популяциях европейского севера в период интенсивного отбора. Таким образом, генетики продолжают обсуждать, дрейф генов или преимущество гетерозигот (или оба) стали причиной необыкновенно высоких частот, которых достигают отдельные патологические аллели в некоторых популяциях.

Популяционная генетика использует количественные методы для объяснения, почему и как возникали различия в частотах генетических болезней и ответственных за них аллелей среди различных этнических групп. Популяционная генетика также важна для попыток идентифицировать аллели восприимчивости для частых комплексных заболеваний с использованием методов популяционного анализа.

Генетическая вариабельность показывает не только увлекательную историю человечества, она также имеет важный практический смысл для профессионалов, пытающихся эффективно и целенаправленно оказывать соответствующую персонифицированную медицинскую помощь населению.

- Вернуться в содержание раздела "генетика" на нашем сайте


Оглавление темы "Генетика популяции":
  1. Ассортативное скрещивание: влияние на генетику популяции
  2. Влияние кровного родства, инбридинга на генетику популяции
  3. Дрейф генов, мутации в популяции
  4. Отбор в популяции при рецессивных болезнях. Особенности
  5. Отбор в популяции при доминантных болезнях. Особенности
  6. Равновесие мутаций и отбора при Х-сцепленных рецессивных мутациях
  7. Миграция и потоки генов в популяциях
  8. Этнические различия частоты генетических болезней
  9. Эффект родоночальника в генетическом дрейфе. Примеры
  10. Положительный отбор в пользу гетерозигот. Преимущество гетерозигот
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта