modul 2
populations struktur
2 sub populationer er hver især HWP, men med forskellige allel frekvenser. i total populationen er der ikke HWP genetisk drift, selektion og mutation er ting der kan trække allelfrekvenserne i hverderes retning i populationen eller i forskellige populationer.
genotype
An organism's genetic makeup, or allele combinations. på tværs af homologe kromosomer SNP: to alternative alleler i populationen
evolution
Change in a kind of organism over time; process by which modern organisms have descended from ancient organisms. naturlig selektion en population kan ændre sig over tid, hvis dens individer varierer i et eller flere arvelige træk the 'editor' of genetic material * virker på den eksisterende variation - frekvensen af favorable alleler øges - frekvensen af ufavorable alleler reduceres * selektionen reducerer den genetiske variation i populationen over flere generationer. * men betyder også at populationen bliver bedre tilpasset omgivelserne - ikke individer, der ændrer sig, men populationens sammensætning. NB: selektionen virker kun på fænotype niveau, og kun indirekte på gentopen via. fænotypen retningsselektion forretningsselektion heterozygotefordele: den heterozygote har en højere fitness: alle tre alleler vil forekomme i populationen, selvom den favorable vil forekomme mest. underdominans: begge homozygoter har højst fitness
chi ^2 test
E= forventede O=observede hvis 3,84 tærskelværdi: hvis chi er mindre end 3,84 betyder det at p er større end 0,05 og konklusioner er at der er HWP
genotype sandsynligheder for to loci
Mendels 2. lov vi har fire gamettyper når vi har to loci med to alleler på to forskellige kromosomer Mendels 2. lov siger at når vi kombinerer disse fire haplotyper to forældre som er dobbelt heterozygote: 3 i anden = 9 forskellige genotyper man kan også lave et tæletræ under meiosen adskilles allelerne i det ene locus uafhængigt af allelerne i det andet locus så gameter med hver af de fire mulige allelkombinationer er lige hyppige. dvs. at alleler i forskeligge loci nedarves uafhængigt af hinanden. når de to loci sidder på samme kromosom gælder Mendels 2. lov ikke. - man siger at to loci som sidder på samme kromosom er syntene loci (sidder på samme tråd) gælder ikke loci som sidder tæt koblet på samme kromosom.
Bayes' Theorem
The probability of an event occurring based upon other event probabilities. man har en hypotese man får en form for observeret evidence sandsynligheden for at hypotesen er sand givet at the evidence is true vertical bar : given (talking about a limited part of total possibility) over brøk stregen: hypotesen er sand under brøk stregen: hypotesen er ikke sand prior: ancestral history, what is the chance of being a carrier given the prior family history conditional: extraneous information (usually the offspring) important to know what question we are answering 'and' = * joint: probability of prior and conditional (*) posterior: afterwards, final
Hardy-Weinberg equilibrium
allel og genotype frekvenser vil forblive konstante fra generation til generation i en population, hvis der ikke er nogle evolutionære kræfter, som spiller ind. - genetisk drift, ikke tilfældig parring, mutation og selektion - en eller flere af disse evolutionære kræfter vil ofte i den virkelige population spille ind, og HW beskriver derved hvad man ville forvente i den ideelle population. - dette kan man sammenligne med den observerede population, og man vil dermed kunne teste de evolutionære kræfters indflydelse. vi tester mod nul-modellen: HWP hvis vi forkaster HWP så kan man forkaste HW ligevægt man kan omregne fra alleler til genotype ved at antage HWE eller omvendt 1) teste for HWP: undersøge om der er tilfældig parring mht. et specifikt locus i en stikprøve af populationen - ofte oplyst observerede antal for alle genotyper - man kan bruge HWP til at beregne forventede genotype antal i en population under HWL, hvis man kender alle allel-frekvenserne. 2) hvis man antager HWL: beregne allel-frekvenser for recessive sygdommme på basis af fænotype frekvensen. (altså beregne hvor stor en andel af populationen er raske bærer af af sygdomsallelen) - kun opgivet observerede frekvens/ antal for den recessive genotype. hvad er det vi forventer og hvad er det vi ser
alleler
alternative DNA varianter i samme locus en specifik udgave af samme locus
afvigelser fra HWE
antagelser: - en uendelig stor population (ingen genetisk drift) - vi er diploide organismer - kønnet formering - tilfældig parring - ikke overlappende generationer (det kan man ikke undgå hos mennesker - ingen migration (ingen gen-flow) - ingen mutation - ingen selektion afvigelser: - ikke -tilfældig parring (populations substruktur, indavl, afvigelse fra 1. lov i meiosen) - selektion (naturlig eller seksuel) - genetisk drift: * når populationen ikke er uendelig størrelse eller ikke konstant størrelse - genotype og allel frekvenserne vil svinge fra generation til generation - migration - mutation
sandsynlighedsfelt
består af kombinationen af et udfaldsrum og en sandsynlighedsfunktion hvis sandsynlighederne er lige sandsynlige kaldes sandsynlighedsfeltet symmetrisk - hvis alle n udfald har samme sandsynlighed når man i stedet har et asymmetrisk sandsynlighedsfelt kan det være en fordel at betragte sandsynlighederne som arealer.
overkrydsning
cM = procent af rekombinanter
Hardy-Weinberg ligevægt
condition that occurs when the frequency of alleles in a particular gene pool remain constant over time allel og genotype frekvenser i en population vil forblive konstante fra generation til generation fravær af evolutionære kræfter. består af to dele. 1) panmixia: tilfældig parring (hardy Weinberg proportioner) i hver generation 2) konstant allel og genotype frekvenser over generationer
generel udgave af banes formel
delt op i flere udfald loven om total sandsynlighed:
video om DNA strands
den kodende streng kan oversættes direkte til RNA (ikke template) den DNA streng som har sin 5' mærke ende i p-armen: + strengen den anden streng som har sin 3' ende i p-armen: - strengen og omvendt med q-armen man har valgt altid at angive allelerne på reference genomet på plus strengen
videre -->
der er meget mere variation i allelfrekvenserne i de små populationer end de store * mellem populationerne, men også fra generation til generation i de enkelte populationer. * nogle populationer mister alt genetisk diversitet og bliver fikseret for den ene allel * de mister evolutionært potentielle --> der er ikke noget variation/ noget for selektion at virke på. * hvor hurtigt det evolutionære potentiale mistes afhænger af populationens størrelse, N ______________________ populations flaskehalse: store dele af populationen mistes af en grund - reduktion i populationens størrelse - mere genetisk drift - tab af genetisk variation founder effekt - kolonisering af nyt land (founder event) - øget genetisk drift (tab af genetisk variation) - efterfølgende expansion i isolation genskaber ikke den genetiske variation udvandring til en lille ø f.eks. isolerede populationer: genetisk : har ofte højere prævalens for nogle sygdomme og mindre for andre isolation kan være både geografisk og kulturelt betinget
polymorft locus
der findes flere alternative udgaver (alleler) af et stykke DNA (locus) i populationen.
hændelse H
en delmængde af udfaldrummet U det kan være et eller flere udfald kast med en terning. kan eks. være ulige øjne.
genetisk drift
en evolutionær kræft der kan forårsage en ændring i allel og genotype frekvenser over generationer eller mellem populationer. tilfældige ændringer i allel frekvenser i en population * sker når populationen ikke er uendelig stor selektion: ikke tilfældige ændringer genetisk drift: tilfældige ændringer
genetisk population
en samling individer af samme art - som udveksler gen materiale (samme genpulje) - er mere eller mindre reproduktivt isoleret fra andre grupper a samme art - og er derfor mere genetisk ensartet end med individer fra en anden population
hardy Weinberg proportioner på et X-bundet locus
hemizygote: halvzygote: har kun en kopi af det locus som sidder på X kromosomet. ikke nogen homolog del på Y kromosomet adskiller kvinder og mænd og indsamler gameter, som ved HWP ved autosomer. HWP for X-bundne loci for mænd er lig med allelfrekvenserne --> hvilket betyder at allelfrekvenserne er lig med fænotypefrekvenserne og genotypefrekvenserne.
Haplotype
hvilke alleler i to forskellige loci sidder på samme kromosom. area of linked genetic variations in the human genome A group of alleles of different genes on a single chromosome that are closely enough linked to be inherited usually as a unit a group of genes within an organism that was inherited together from a single parent på langs af et kromosom
eksempler
hvis det er et symmetrisk sandsynlighedsfelt P(H)= antal gunstige udfald / antal mulige udfald
overkrydsning og rekombination
i en enkelt overkrydsning i meiose producerer man lige antal parentaler og rekombinationer men frekvensen af overkrydsning mellem to loci afhænger af afstanden mellem to loci så man kan i en enkelt meiose få enten lige antal R og P, kun R eller kun P
genotype sandsynlighed
man har to forskellige gamettyper i et l ocus (4 gameter) Mendels 1. lov regnestykket viser at under meiosen adskilles alleler, altså to forskellige alleler i et locus, således at den ene halvdel af gameterne bærer den ene allel og den anden halvdel bærer den anden allel. * de to alleler nedarves uafhængigt af hinanden
udfaldsrum U
mængden af alle udfald et eksperiment kan give * U=(u1,u2,u3...un) - eks. kast med mønt: U=(plat,krone) - eks. slå men terning: U=(1,2,3,4,5,6)
betinget sandsynlighed
notation P(A1 I B): sandsynlighed for hændelse A1 indtræffer givet hændelse B er sket. a priori: sandsynligheder der er før vi får den her ekstra information om en hændelse der er indtruffet. hændelse A1, A2 og B hvis B er den ekstra information/ hændelse som er sket, så overtager B rollen som udfaldsrum, hvilket dermed er indskrænket. bayes formel
-->
observerede genotype kombinationer, hvis der ikke sker overkrydsning i meiosen.
HWP som funktion af allel frekvenser
p og q skal ti hver x tilsammen give 1, jo større q er desto mindre vil p være og omvendt. og jo tættere q og p kommer på hinanden, jo større vil pq være.
Hardy-Weinberg Principle
principle that allele frequencies in a population will remain constant unless one or more factors cause the frequencies to change 5 assumptions: no naturel selection no migration no mutations large population random mating baseline on how an evolving population compares to one who remains constant. p: dominant allel frequency q: recessiv allel frequency allel frequencies: p+q=1 genotype frequencies: p^2+2pq+q^2=1
hardy Weinberg proportioner I en enkelt generation
q: frekvens af den ene allel p: frekvens af den anden allel
udfald u
resultat af et stokastisk eksperiment - eks. kast med en mønt: krone - eks. terningkast: slår en 3'er
additionsreglen
sandsynligheden for at A og/ eller B indtræffer på samme tid = sandsynligheden for at A indtræffer plus sandsynligheden for at B indtræffer minus sandsynligheden for at A og B indtræffer på samme tid. det samme som at trække fællesmængden fra så det ikke tælles to gange når de to hændelser ikke overlapper/ gensidigt udelukker hinanden så er fællesmængden nul , og man kan regne sandsynligheden for enten A eller B ved at lægge de to sandsynligheder sammen.
multiplikationsreglen
sandsynligheden for at både hændelse A og B indtræffer: sandsynligheden af A gange med sandsynligheden af B givet at hændelse A allerede er indtruffet. det sidste kaldes en betinget sandsynlighed hvis de to hændelser er uafhængige så er den betingede sandsynlighed bare sandsynligheden af B hvilket betyder at sandsynligheden for at både A og B indtræffer bliver de to sandsynligheder ganget sammen.
sandsynligheder
sandsynligheder er bygget på stokastiske eksperimenter dvs eksperimenter med tilfældigt udfald
----->
seglcelleanemi i heterozygot form beskytter mod malaria de steder hvor der findes både malaria og seglcelleanemi opretholdes begge alleler
populations genetik
studiet af allelhyppigheder i befolkningen og de kræfter, som opretholder og ændrer dem over generationer HWL er central * hvor mange personer i befolkningen bærer en bestemt recessiv sygdomsallel. * hvorfor ses sygdomme i nogle populationer og ikke andre/ hyppigere nogle steder der vil være HWP i populationer med tilfældig parring
hvor mange er bære af en recessiv allel
sygdomsalleler er typisk sjældne
eksempel 3
symmetrisk sandsynlighedsfelt
sandsynlighedsfunktion P(u)
til et udfaldsrum tilhører der en sandsynlighedsfunktion denne giver et tal mellem 1 til 0 til hver af udfaldene i udfaldsrummet - p(ui): sandsynligheden for at ui indtræffer summen af alle sandsynlighederne skal give 1
to loci på samme kromosom
to gamettyper
eksempel 2
under meiosen segregeres to alleler i et locus således at den ene halvdel af gameterne bærer den ene allel og den anden halvdel bærer den anden. de to alleler nedarves altså uafhængigt af hinanden.
bayes formel
viser hvordan den betingede sandsynlighed afhænger af dens inverse betingede sandsynlighed. den omvendte