Γενετική των πληθυσμών Α'

Γενετική των πληθυσμών Α'

Συγγραφέας: Μιχαήλ Λουκάς
ISBN: 9603514608
Σελίδες: 444
Σχήμα: 17 Χ 24
Εξώφυλλο: Μαλακό
Έτος έκδοσης: 2003

Η "Θεωρία της Εξέλιξης" του Δαρβίνου συνοψίζεται σε τρεις αρχές: 1. Την "αρχή της ποικιλότητας", σύμφωνα με την οποία τα άτομα ενός πληθυσμού εμφανίζουν ποικιλότητα στη μορφολογία, στη φυσιολογία και στη συμπεριφορά. 2. Την "αρχή της κληρονομικότητας", σύμφωνα με την οποία οι απόγονοι είναι περισσότερο όμοιοι με τους γονείς σε σύγκριση με άλλα τυχαία άτομα. 3. Την "αρχή της επιλογής", σύμφωνα με την οποία ορισμένοι τύποι έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα επιβίωσης και αναπαραγωγής από άλλους σε ένα ορισμένο περιβάλλον. Η "Γενετική των Πληθυσμών" μεταφράζει τια αρχές αυτές σε γενετικούς όρους. Ο σκοπός, λοιπόν, της γενετικής των πληθυσμών είναι η κατανόηση της γενετικής σύνθεσης ενός πληθυσμού και των δυνάμεων εκείνων που προσδιορίζουν και μεταβάλλουν τη σύνθεση αυτή.
Η "Γενετική των Πληθυσμών" έχει σημαντική συμβολή στην κατανόηση του τρόπου μεταβίβασης από γενεά σε γενεά πολλών κληρονομικών ασθενειών στον άνθρωπο και στη μελέτη της προέλευσης και της διατήρησής τους στους ανθρώπινους πληθυσμούς. Η γνώση αυτή, σε συνδυασμό με τη σημερινή πρόοδο της βιοχημείας (και ειδικότερα για τις γενετικές ασθένειες που σχετίζονται με ανωμαλίες του μεταβολισμού) και της μοριακής βιολογίας, επιτρέπει ήδη την αντιμετώπιση πολλών γενετικών ασθενειών.
Η βελτίωση επιθυμητών χαρακτήρων στα φυτά και στα ζώα είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την κατανόηση της δυναμικής των γόνων στους πληθυσμούς, όπως π.χ. με τις γονοτυπικές αλλαγές που συνεπάγεται ένα σύστημα διασταύρωσης και την αλληλεπίδραση των γονότυπων στο πληθυσμιακό επίπεδο.

Περιεχόμενα:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 17

1.ΑΥΞΗΣΗ ΤΩΝ ΠΛΗΘΥΣΜΩΝ 21
1.1 ΔΙΑΚΕΚΡΙΜΕΝΕΣ, ΜΗ ΑΛΛΗΛΟΚΑΛΥΠΤΟΜΕΝΕΣ ΓΕΝΕΕΣ 23
1.2 ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΤΥΧΑΙΕΣ ΓΕΝΝΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΘΑΝΑΤΟΙ 24
1.3 ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΟΥ ΠΛΗΘΥΣΜΟY 27
1.3.1 Μη ρυθμιζόμενη αύξηση 30
1.3.2 Λογιστική ρύθμιση του συνολικού αριθμού 32
1.3.3 Ασθενής έλεγχος του πληθυσμού 33
1.3.4 Ρύθμιση από το διαθέσιμο χώρο, τροφή και άλλους
παράγοντες 34
1.4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 36

2. ΤΥΧΑΙΕΣ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ 39
2.1 ΑΥΤΟΣΩΜΑΤΙΚΟΣ ΓΟΝΟΣ ΜΕ ΔΥΟ ΑΛΛΗΛΟΜΟΡΦΟΥΣ 41
2.1.1 Εκτίμηση των συχνοτήτων των αλληλομόρφων 44
2.1.2 Μερικές ιδιότητες των πληθυσμών που βρίσκονται
σε ισορροπία H-W 46
2.1.3 Κυρίαρχοι και υπολειπόμενοι αλληλόμορφοι 48
2.1.4 Ανάλυση των συνδυασμών «Μητέρα-Απόγονος» 51
2.1.5 Διαφορετικές αρχικές συχνότητες των αλληλομόρφων
στα δύο φύλα 54
2.2 ΠΟΛΛΑΠΛΟΙ ΑΛΛΗΛΟΜΟΡΦΟΙ 55
2.3 ΦΥΛΟΣΥΝΔΕΤΟΙ ΓΟΝΟΙ 60
2.3.1 Εκτίμηση των συχνοτήτων των αλληλομόρφων
ενός φυλοσύνδετου γόνου 60
2.3.2 Προσέγγιση των συχνοτήτων των αλληλομόρφων
ενός φυλοσύνδετου γόνου στην ισορροπία 62
2.4 ΔΥΟ Ή ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟΙ ΓΟΝΟΙ 66
2.4.1 Προσέγγιση στην ισορροπία 66
2.4.2 Εκτίμηση των συχνοτήτων των αλληλομόρφων
των γόνων Α και Β (A>a και B>b) από τις
φαινοτυπικές αναλογίες 75
2.5 ΠΛΗΘΥΣΜΟΙ ΑΥΤΟΤΕΤΡΑΠΛΟΕΙΔΩΝ 80
2.6 ΠΛΗΘΥΣΜΟΙ ΠΟΥ ΠΟΛ/ΝΤΑΙ ΚΑΙ ΑΓΕΝΩΣ
ΚΑΙ ΕΓΓΕΝΩΣ 85
2.7 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 87

3. ΟΜΟΜΕΙΞΙΑ 117
3.1 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΟΜΟΜΕΙΞΙΑΣ 122
3.1.1 Συχνότητες των γονότυπων ενός ομομεικτικού
πληθυσμού 123
3.1.2 Συντελεστής συσχέτισης των γενετικών τιμών
των γαμετών και συντελεστής ομομειξίας 125
3.1.3 Συντελεστής συσχέτισης των διασταυρούμενων
ατόμων και συντελεστής ομομειξίας σε πληθυσμούς
που βρίσκονται σε ισορροπία 128
3.1.4 Εκτίμηση του F από τις συχνότητες των γονότυπων 129
3.1.5 Υπολογισμός του F από γενεαλογικά δέντρα 130
3.2 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΣΥΓΓΕΝΕΙΑΣ 137
3.3 ΑΠΛΑ ΟΜΟΜΕΙΚΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΩΝ 141
3.3.1 Αυτογονιμοποίηση 141
3.3.2 Συνεχείς ανάδρομες διασταυρώσεις με το γονέα
που έχει τη μικρότερη ηλικία 143
3.3.3 Συνεχείς διασταυρώσεις μεταξύ αδελφών 146
3.3.4 Συνεχείς διασταυρώσεις μεταξύ ετεροθαλών αδελφών 148
3.3.5 Συνεχείς διασταυρώσεις μεταξύ διπλών πρώτων
εξαδέλφων 150
3.3.6 Συνεχείς ανάδρομες διασταυρώσεις με τον ίδιο
πάντοτε γονέα 152

3.4 ΠΛΗΘΥΣΜΟΙ ΠΟΥ ΑΥΤΟΓΟΝΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ
ΚΑΤΑ ΕΝΑ ΠΟΣΟΣΤΟ 157
3.5 ΕΝΑ ΠΟΣΟΣΤΟ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ
ΑΠΟ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΑΔΕΛΦΩΝ 159
3.6 ΡΥΘΜΟΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΕΤΕΡΟΖΥΓΩΤΙΑΣ ΚΑΙ
ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΟΜΟΜΕΙΞΙΑΣ ΣΤΟ
ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΔΥΝΑΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ 161
3.7 ΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΩΝ
ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΣΥΓΓΕΝΩΝ 166
3.8 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΟΜΟΜΕΙΞΙΑΣ ΣΤΗ ΜΕΣΗ
ΤΙΜΗ ΤΟΥ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΚΑΙ ΣΤΗ
ΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ 169
3.9 ΟΜΟΜΕΙΞΙΑ ΜΕ ΔΥΟ ΓΟΝΟΥΣ 173
3.10 ΟΜΟΜΕΙΞΙΑ ΣΕ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥΣ ΜΕ ΜΙΚΡΟ ΜΕΓΕΘΟΣ 178
3.10.1 Ο ιδανικός πληθυσμός 178
3.10.2 Δραστικό μέγεθος πληθυσμού 183
3.10.3 Ετεροζυγωτία και δραστικός αριθμός ουδέτερων
αλληλομόρφων 190
3.10.4 Ιεραρχική δομή των πληθυσμών 195
3.11 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 199

4. ΟΜΟΙΟΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΕΣ ΚΑΙ ΕΤΕΡΟΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ 221
4.1ΟΜΟΙΟΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ ΧΩΡΙΣ ΕΠΙΛΟΓΗ 226
4.1.1 Σε κάθε φαινότυπο το ίδιο ποσοστό ατόμων
διασταυρώνονται κατά προτίμηση μεταξύ τους 226
4.1.2 Το ποσοστό ατόμων που διασταυρώνονται κατά
προτίμηση μεταξύ τους διαφέρει από φαινότυπο
σε φαινότυπο 233
4.2 ΟΜΟΙΟΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ
ΜΕ ΕΠΙΛΟΓΗ 239
4.2.1 Οι ομογαμικές διασταυρώσεις έχουν διαφορετική
γονιμότητα από τις τυχαίες 239
4.2.2 Οι διασταυρώσεις [κύρ.] Χ [υπολειπ.] υπολείπονται
των συχνοτήτων που αναμένονται 241
4.3 ΕΤΕΡΟΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΑΥΡΩΣΕΙΣ 243
4.3.1 Αλληλόμορφοι αυτοστειρότητας στα φυτά 243
4.3.2 Τύποι ανθέων Pin και Thrum 245
4.3.3 Διασταυρώσεις μόνο μεταξύ διαφορετικών γονότυπων 246
4.4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 249

5. ΤΥΧΑΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΑΡΕΚΚΛΙΣΗ 255
5.1 ΥΠΟΔΙΑΙΡΕΣΗ ΤΟΥ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΚΑΙ
ΤΥΠΟΙ TOY WAHLUND 259
5.2 ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΤΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ
ΤΩΝ ΓΟΝΩΝ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΠΛΗΘΥΣΜΟΥΣ 261
5.3 ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΟΥ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ 264
5.4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 266

6. ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ 271
6.1 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΑΛΛΗΛΟΜΟΡΦΩΝ 275
6.1.1 Γόνοι με δύο αλληλομόρφους 275
6.1.2 Πολλαπλοί αλληλόμορφοι 277
6.2 ΣΥΝΥΠΑΡΞΗ ΚΑΙ ΤΩΝ ΔΥΟ ΑΛΛΗΛΟΜΟΡΦΩΝ ΣΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ 280
6.3 ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΠΕΡ1ΠΤΩΣΕΙΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ 282
6.3.1 Απλοειδήςή γαμετική επιλογή 282
6.3.2 Πλήρης κυριαρχία- Επιλογή εναντίον των Α- 283
6.3.3 Πλήρης κυριαρχία- Επιλογή εναντίον των ΑΑ 284
6.3.4 Πλήρης κυριαρχία - Επιλογή εναντίον των 284
6.3.5 Έλλειψη κυριαρχίας - Επιλογή εναντίον των Aa και aa 288
6.3.6 Μερική κυριαρχία- Επιλογή εναντίον των Aa και aa 290
6.3.7 Η επιλογή ευνοεί τους ετεροξυγωτούς γονότυπους 290
6.3.8 Επιλογή εναντίον των ετεροζυγωτών 291
6.4 ΠΕΡΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΗΣ 294
6.4.1 Το θεμελιώδες θεώρημα της φυσικής επιλογής 294
6.4.2 Η μέγιστη τιμή του W επιτυγχάνεται στην ισορροπία 295
6.4.3 Τμήματα του συντελεστή προσαρμογής 298
6.4.4 Εκτίμηση των συντελεστών προσαρμογής 300
6.5 ΕΠΙΛΟΓΗ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΦΥΛΟΣΥΝΔΕΤΟΥ ΓΟΝΟΥ 305
6.6 ΕΠΙΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΑΝΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗΣ 308
6.7 Η ΕΝΤΑΣΗ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΙΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ
ΤΩΝ ΑΛΛΗΛΟΜΟΡΦΩΝ 318
6.8 ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ Ο ΛΟΓΟΣ ΤΩΝ ΔΥΟ ΦΥΛΩΝ 322
6.9 ΕΠΙΛΟΓΗ ΜΕ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ 325
6.10 ΥΠΟΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΣΕ ΠΟΛΛΑΠΛΕΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΕΣ ΦΩΛΕΕΣ 328
6.11 ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ H-W 332
6.12 ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΟΜΟΜΕΙΞΙΑ 335
6.13 ΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ 337
6.14 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 342

7. ΜΕΤΑΛΛΑΓΗ 357
7.1 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ
ΤΩΝ ΑΛΛΗΛΟΜΟΡΦΩΝ 363
7.1.1 Ο αλληλόμορφος Α μεταλλάσσει προς a 363
7.1.2 Κάθε αλληλόμορφος μεταλλάσσει
προς οιονδήποτε άλλον 364
7.2 Η ΤΥΧΗ ΜΙΑΣ ΜΕΤΑΛΛΑΓΉΣ ΣΕ ΜΕΓΑΛΟ ΠΛΗΘΥΣΜΟ 367
7.2.1 Ουδέτερη μεταλλαγή 367
7.2.2 Μη ουδέτερη μεταλλαγή 369
7.3 ΣΤΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΟΥΔΕΤΕΡΩΝ
ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΣΕ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥΣ ΟΡΙΣΜΕΝΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ 370
7.4 ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ-ΜΕΤΑΛΛΑΓΗΣ 371
7.4.1 Ο αλληλόμορφος a είναι πλήρως υπολειπόμενος 372
7.4.2 Τυχαίες διασταυρώσεις με πλήρη ή μερική κυριαρχία 373
7.4.3 Φυλοσύνδετος γόνος 375
7.4.4 Πληθυσμός πλήρως ομομεικτικός (F=l) 376
7.4.5 Ομομεικτικές διασταυρώσεις με πλήρη κυριαρχία 376
7.5 ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΦΥΤΟΦΑΡΜΑΚΑ 377
7.6 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 379
8. ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗ 387
8.1 ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ «ΗΠΕΙΡΟΣ-ΝΗΣΙ» 389
8.2 ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗΣ ΚΑΙ
ΤΥΧΑΙΑΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΑΡΕΚΚΛΙΣΗΣ 391
8.3 ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ � ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗΣ 393
8.4 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 395

9. ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΚΑΙ ΓΕΝΕΤΙΚΟΣ
ΠΟΛΥΜΟΡΦΙΣΜΟΣ 399
9.1 ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΛΟΓΩ ΜΕΤΑΛΛΑΓΗΣ 402
9.2 ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΛΟΓΩ ΑΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ 405
9.3 ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ ΛΟΓΩ ΜΕΝΔΕΛΙΑΝΟΥ
ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΓΟΝΩΝ 406
9.4 ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΕΞΕΛΙΞΗ 408
9.4.1 Γενετική ποικιλότητα 408
9.4.2 Διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας 412
9.5 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 416
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ: ΜΕΡΙΚΕΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 423
ΟΡΟΛΟΓΙΑ 437
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 441