Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

POPULAČNÍ GENETIKA 1 Prof. Ing. Václav Řehout, CSc. ( bakalářské a magisterské studijní obory ZF, PF a ZSF JU)

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "POPULAČNÍ GENETIKA 1 Prof. Ing. Václav Řehout, CSc. ( bakalářské a magisterské studijní obory ZF, PF a ZSF JU)"— Transkript prezentace:

1 POPULAČNÍ GENETIKA 1 Prof. Ing. Václav Řehout, CSc. ( bakalářské a magisterské studijní obory ZF, PF a ZSF JU)

2 Úrovně a cíle genetiky Struktura a fuknce nukleových kyselin Struktura a fuknce nukleových kyselin Molekul:

3 Úrovně a cíle genetiky Složení, morfologie a funkce buněčných organel s genetickým významem Složení, morfologie a funkce buněčných organel s genetickým významem Buněk:

4 Úrovně a cíle genetiky Genetické založení a dědičnost jednotlivých znaků Genetické založení a dědičnost jednotlivých znaků Jedince:

5 Úrovně a cíle genetiky Rozložení genů a genotypů v populaci Rozložení genů a genotypů v populaci Vliv prostředí na genotyp Vliv prostředí na genotyp Efekty působení genů aj. Efekty působení genů aj. Populace:

6 Definice populace Dostatečně velký, statisticky hodnotitelný soubor jedinců Dostatečně velký, statisticky hodnotitelný soubor jedinců Statistik:

7 Definice populace Soubor hvězd na obloze, v galaxii ap. Soubor hvězd na obloze, v galaxii ap. Astronom:

8 Definice populace Soubor stromů, živočichů, bylin aj. na určitém stanovišti, biotopu ap. Soubor stromů, živočichů, bylin aj. na určitém stanovišti, biotopu ap. Ekolog:

9 Definice populace Soubor jedinců určitého druhu, plemene nebo rasy Soubor jedinců určitého druhu, plemene nebo rasy Zootechnik, Agronom, Antopolog:

10 Definice populace Soubor pohlavně se rozmnožujících jedinců, kteří žijí v určitém prostředí a vyznačují se komplexem genů spolehlivě přenášeným na potomstvo Soubor pohlavně se rozmnožujících jedinců, kteří žijí v určitém prostředí a vyznačují se komplexem genů spolehlivě přenášeným na potomstvo Genetik:

11 Populace prakticky Druh zvířat – jeleni, koně, skot Druh zvířat – jeleni, koně, skot Plemeno – Valaška, Lenghornka Plemeno – Valaška, Lenghornka Odrůda – James Grive, Reneta Odrůda – James Grive, Reneta Rasa – běloši, černoši, asiati Rasa – běloši, černoši, asiati Etnická skupina – Vietnamci, Rómové v ČR Etnická skupina – Vietnamci, Rómové v ČR Zájmová skupina – studenti JU Zájmová skupina – studenti JU Podskupina – studenti ZF JU Podskupina – studenti ZF JU Místní skupina – země, region, město, aj. Místní skupina – země, region, město, aj. Například:

12 Členění populací Zahrnuje jedince téhož druhu pohlavně se rozmnožující Zahrnuje jedince téhož druhu pohlavně se rozmnožující Mendelovská V níž dochází k náhodnému páření každého jedince s každým V níž dochází k náhodnému páření každého jedince s každým Každý jedinec má stejnou pravděpodobnost pářit se s kterýmkoliv jedincem opačného pohlaví Každý jedinec má stejnou pravděpodobnost pářit se s kterýmkoliv jedincem opačného pohlaví Je nekonečná, nesmrtelná Je nekonečná, nesmrtelná Panmiktická (panmixie = náhodné páření)

13 Členění populací Rozmnožuje se výlučně křížením jejich příslušníků mezi sebou Rozmnožuje se výlučně křížením jejich příslušníků mezi sebou Neprobíhá do ní imigrace příslušníků z jiné populace Neprobíhá do ní imigrace příslušníků z jiné populace Je možná emigrace jedinců přirozenou cestou, tj. odchod jedinců z populace, kteří se neúčastní dalšího reprodukčního procesu. Je možná emigrace jedinců přirozenou cestou, tj. odchod jedinců z populace, kteří se neúčastní dalšího reprodukčního procesu. Uzavřená

14 Členění populací Mohou do ní imigrovat příslušníci z jiné populace, kteří se kříží s samičími jedinci původní populace Mohou do ní imigrovat příslušníci z jiné populace, kteří se kříží s samičími jedinci původní populace Mohou z ní emigrovat jedinci obojího pohlaví do jiné populace Mohou z ní emigrovat jedinci obojího pohlaví do jiné populace Aby zůstala zachovaná musí převažovat podíl potomstva získaný rozmnožováním uvnitř populace Aby zůstala zachovaná musí převažovat podíl potomstva získaný rozmnožováním uvnitř populace Otevřená

15 Členění populací Dostatečně veliká populace z níž lze vyvozovat signifikantí statistické závěry Dostatečně veliká populace z níž lze vyvozovat signifikantí statistické závěry Tvořená souborem jedinců pocházejících z náhodného výběru Tvořená souborem jedinců pocházejících z náhodného výběru Statistická Skupina jedinců navzájem příbuzných Skupina jedinců navzájem příbuzných Vznikla intenzivním použitím příbuzenské plemenitby Vznikla intenzivním použitím příbuzenské plemenitby Inbrední

16 Členění populací Tvořená jedinci obou nebo jednoho pohlaví Tvořená jedinci obou nebo jednoho pohlaví V bisexuální populaci se poměr samců a samic významně liší, závisí od způsobu života lidí, cílů využití zvířatt apod. V bisexuální populaci se poměr samců a samic významně liší, závisí od způsobu života lidí, cílů využití zvířatt apod. Samčí monosexuální populace jsou zpravidla výrazně menší Samčí monosexuální populace jsou zpravidla výrazně menší Bisexuální nebo monosexuální

17 Populace hospodářských zvířat jsou Bisexuální i monosexuální Bisexuální i monosexuální Otevřené (zpravidla), ale i uzavřené Otevřené (zpravidla), ale i uzavřené Inbrední jen výjímečně Inbrední jen výjímečně Mendelovské až na výjimky Mendelovské až na výjimky Statistické – používají-li se k vědeckému hodnocení tehdy kdy: Statistické – používají-li se k vědeckému hodnocení tehdy kdy: –Jsou větší než 100 jedinců (modelové populace) –Jsou větší než 1000 jedinců (objektivní závěry) Jsou posuzovány zpravidla jako druh, plemeno nebo rasa u lidí, hybridní kombinace, linie nebo rodina Jsou posuzovány zpravidla jako druh, plemeno nebo rasa u lidí, hybridní kombinace, linie nebo rodina

18 Členění genetiky populací Zahrnuje alternativní znaky s jednoduchou dědičností zpravidla polymorfního charakteru, např.: Zahrnuje alternativní znaky s jednoduchou dědičností zpravidla polymorfního charakteru, např.: - Polymorfní proteiny - Imunologický polymorfismus, krevní skupiny - Některé exteriérové a morfologické znaky aj. Genetika populací kvalitativních znaků

19 Členění genetiky populací Zahrnuje měřitelné znaky s polygenní dědičností, které lze jednodušeně klasifikovat na: Zahrnuje měřitelné znaky s polygenní dědičností, které lze jednodušeně klasifikovat na: - Anatomické rozměry a poměry (hmotnost, tělesné míry a indexy, aj.) (hmotnost, tělesné míry a indexy, aj.) - Fyziologické znaky a vlastnosti (výkonnost, užitkovost, aj.) (výkonnost, užitkovost, aj.) - Psychické znaky a vlastnosti (inteligence, mentální poruchy ap.) (inteligence, mentální poruchy ap.) (inteligence, agresivita, chování, jednání, aj.) (inteligence, agresivita, chování, jednání, aj.) Genetika populací kvantitativních znaků

20 Základní rozdíly mezi kvalitativními a kvantitativními znaky UkazatelKvalitativníKvantitativní Genetická determinace Geny velkého účinku majorgeny Geny malého účinku polygeny Proměnlivost znaku (vlastnosti) Diskontinuitní - aleternativní Kontinuitní - normální rozdělení Vliv podmínek prostředí Nulový G = P Různý G+E = P Metody studia dědičnosti Klasická genetická analýza Biometrické metody Možnosti studia dědičnosti Na úrovni jedince i na úrovni populací Pouze ve statistických populacích Základní genetické parametry Genové a genotypové frekvence Heritabilita a opakovatelnost

21 Polygenní dědičnost Protiklad dědičnosti monogenni nebo oligogenní 1 gen – štěpení v F2 2 geny 3 geny X genů 1 : 2 : 1 1 : 4 : 6 : 4 : 1 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1 četnost n hodnota znaku x x _

22 Význam a cíle populační genetiky Umožňuje analýzu genetické struktury populací (genotypové složení) Umožňuje analýzu genetické struktury populací (genotypové složení) Charakterizuje rozšíření genů v populaci (frekvenci jednotlivých genů) Charakterizuje rozšíření genů v populaci (frekvenci jednotlivých genů) Je nástrojem kontroly dědičnosti zdraví a genetického prognozování Je nástrojem kontroly dědičnosti zdraví a genetického prognozování Umožňuje studium a pochopení evolučních procesů Umožňuje studium a pochopení evolučních procesů Umožňuje zhodnotit a zobecnit populačně genetickou analýzu jednotlivých kvalitativních znaků Umožňuje zhodnotit a zobecnit populačně genetickou analýzu jednotlivých kvalitativních znaků Kvalitativních znaků

23 Význam a cíle populační genetiky Zhodnocuje a analyzuje účinek genů v populaci Zhodnocuje a analyzuje účinek genů v populaci Stanovuje podíl genotypu a prostředí na vzniku kvantitativního znaku (heritabilita, opakovatelnost) Stanovuje podíl genotypu a prostředí na vzniku kvantitativního znaku (heritabilita, opakovatelnost) Umožňuje objektivní stanovení efektů selekce, křížení (heterozy), ibrední deprese Umožňuje objektivní stanovení efektů selekce, křížení (heterozy), ibrední deprese Umožňuje stanovit genetickou úroveň vztahů mezi jednotlivými vlastnostmi Umožňuje stanovit genetickou úroveň vztahů mezi jednotlivými vlastnostmi V mimohumánní oblasti dává teoretický předpoklad pro volbu metod šlechtění a plemenitby V mimohumánní oblasti dává teoretický předpoklad pro volbu metod šlechtění a plemenitby Kvantitativních znaků

24 Historie genetiky populací Jako první se pokusil využít matematické cesty k vysvětlení genetikých jevů (podobnost mezi rodiči a potomky) Jako první se pokusil využít matematické cesty k vysvětlení genetikých jevů (podobnost mezi rodiči a potomky) Je autorem prvních biometrických prací – statistické metody aplikované na biologický materiál Je autorem prvních biometrických prací – statistické metody aplikované na biologický materiál Galton 1899

25 Historie genetiky populací Definovali zákon o rovnovážném stavu v populaci Definovali zákon o rovnovážném stavu v populaci Autoři teorie o relativní stabilitě a evoluci populací Autoři teorie o relativní stabilitě a evoluci populací Hardy – Angličan 1908 Weinbearg – Němec 1908

26 Historie genetiky populací Nejznámější je zavedením pojmu gen Nejznámější je zavedením pojmu gen (za Mendela – faktor, vloha, apod.) (za Mendela – faktor, vloha, apod.) Je autorem členění fenotypové proměnlivosti Je autorem členění fenotypové proměnlivosti P = G + E P = G + E Johanson – 1909

27 Historie genetiky populací První praktické aplikace populačně genetických analýz u kvantitativních znaků První praktické aplikace populačně genetických analýz u kvantitativních znaků Rozvoj teoretického základu populační genetiky položené Hardy a Weinbergem Rozvoj teoretického základu populační genetiky položené Hardy a Weinbergem Wright Fischer Holdan

28 Historie genetiky populací Populační genetici působící ve druhé polovině minulého století Populační genetici působící ve druhé polovině minulého století Rozpracování populační genetiky do oblasti zvířat a rostlin Rozpracování populační genetiky do oblasti zvířat a rostlin LeeRoy – Švýcar Pirchner – Němec Falconer – Angličan Robertson – Švéd

29 Historie genetiky populací Kvantifikace genových efektů Kvantifikace genových efektů Rozpracování metod odhadů genetických parametrů s plemenné hodnoty Rozpracování metod odhadů genetických parametrů s plemenné hodnoty Hodnocení genetické diverzity a MAS Hodnocení genetické diverzity a MAS Tuzemská populačně genetická škola rozvíjená od počátku 80. let min. století především na: - VÚŽV Uhříněves - ZF JU Č. Budějovice - SPU Nitra

30 Historie genetiky populací Využití výsledků studia genetické diverzity pro šlechtění populací hospodářských zvířat Využití výsledků studia genetické diverzity pro šlechtění populací hospodářských zvířat Studium šíření genů v historii lidstva v souvislostí s migrací. Studium šíření genů v historii lidstva v souvislostí s migrací. Využití stanovení frekvencí patologických genů pro genetické prognózování Využití stanovení frekvencí patologických genů pro genetické prognózování Kvantifikace efektů MAS Kvantifikace efektů MAS Hodnocení asociací mikrosatelitů a kandidátních genů s genetickými chorobami u lidí nebo užitkovými znaky u zvířat Hodnocení asociací mikrosatelitů a kandidátních genů s genetickými chorobami u lidí nebo užitkovými znaky u zvířat Aplikace molekulární genetiky do genetiky populační Aplikace molekulární genetiky do genetiky populační Světové i tuzemské aktivity populační genetiky po přelomu tisíciletí:

31 Měřítko času v genetice populací Období od narození předků do narození potomků Období od narození předků do narození potomků Věk rodičů při narození vnuků Věk rodičů při narození vnuků –člověk30 – 40 let –Drosophila 2 týdny –drůbež 1 rok –ovce 3 roky –prase2 roky –skot 4 – 5 let Interpopulační rozdíly (černoši – běloši, dojný skot – mastný skot) Interpopulační rozdíly (černoši – běloši, dojný skot – mastný skot) Generační interval

32 Soubor genů (daného druhu) v populaci Soubor genů (daného druhu) v populaci Neboli soubor genů všech členů populace Neboli soubor genů všech členů populace U savců cca genů U savců cca genů Genofond Soubor genů v jedné haploidní sadě Soubor genů v jedné haploidní sadě Celkový genetický materiál haplojidní buňky - gamety Celkový genetický materiál haplojidní buňky - gamety Genom

33 Měřítko času v genetice populací Je vyjádření velikosti populace (N) v závislosti na počtu samců (Nm) a počtu samic (Nf) v populaci Je vyjádření velikosti populace (N) v závislosti na počtu samců (Nm) a počtu samic (Nf) v populaci Ne = 4. Nm. Nf Nm + Nf Platí, že: Ne < N Platí, že: Ne < N

34 F 1 25,00 50,00 25,00 F 1 25,00 50,00 25,00 F , F , F 2 25, ,50 25,00 12, ,00 F 2 25, ,50 25,00 12, ,00 F 3 37,50 + 6,25 12,50 6, ,50 F 3 37,50 + 6,25 12,50 6, ,50 F 4 43,75 + 3,13 6,25 3, ,75 F 4 43,75 + 3,13 6,25 3, ,75 F 5 46,88 + 1,56 3,12 1, ,8 F 5 46,88 + 1,56 3,12 1, ,8 F 6 48,44 + 0,78 1,56 0, ,44 F 6 48,44 + 0,78 1,56 0, ,44 F 7 49,22 + 0,39 0,78 0, ,22 F 7 49,22 + 0,39 0,78 0, ,22 Vývoj struktury autogamní populace 37,50 Generace AA Aa aa 37,50 43,75 43,75 46,88 46,88 48,44 48,44 49,22 49,22 49,61 49,61 Genotypy v %

35 Zvyšování podílu homozygotů a snižování podílu hetorozygotů při autogamii (samooplodňování)

36


Stáhnout ppt "POPULAČNÍ GENETIKA 1 Prof. Ing. Václav Řehout, CSc. ( bakalářské a magisterské studijní obory ZF, PF a ZSF JU)"

Podobné prezentace


Reklamy Google