Language
Country/Area
No result found
Изучение истории генов: как два человека могут проследить свое происхождение от одного и того же предка?
Благодаря быстрому развитию геномики учёные всё чаще получают представление о генетической истории человека. С помощью генетического анализа можно проследить общих предков разных людей на протяжении тысячелетий. Возникает интересный вопрос: как можно проследить происхождение двух людей от одного и того же предка? В этой статье мы рассмотрим научные принципы, лежащие в основе этого, особенно то, как «теория общего происхождения» помогает нам понять процесс генетического наследования.
Основы теории общего происхождения
Теория общего происхождения – это модель, описывающая, как аллели в популяции происходят от общего предка. В простейшем случае он предполагает отсутствие рекомбинации, естественного отбора, потока генов или структуры популяции, а это означает, что каждая вариация с равной вероятностью будет передаваться от одного поколения к другому. Эта модель работает в обратном направлении во времени, объединяя аллели в соответствии со случайным процессом до тех пор, пока не будет сформирована общая предковая копия.
В соответствии с этой моделью ожидаемое время общего предка увеличивается почти экспоненциально с каждым последующим поколением и сильно варьируется.
Расчет времени общего предка
На примере одного локуса гена, взятого у двух гаплоидных особей, мы можем проследить его предков до самого недавнего общего предка (MRCA). Теория общего происхождения стремится оценить ожидаемые сроки этого периода и его вариации. Если в популяции с эффективным размером популяции Ne есть потенциальные родители 2Ne, то вероятность того, что две родословные имеют общего предка в предыдущем поколении, равна 1/ ( 2Не).
Эти расчеты помогают нам понять, как гены передаются из поколения в поколение, и выявить, как гены связаны между собой.
Нейтральная изменчивость и генетическое разнообразие
Теорию общего происхождения также можно использовать для моделирования степени вариаций последовательностей ДНК, ожидаемых в результате генетического дрейфа и мутаций. Эту величину называют средней гетерозиготностью. Его расчет учитывает вероятность возникновения мутации в одном поколении и вероятность любого «события» (мутации или совместного происхождения).
Когда
4Neμ ≫ 1, подавляющее большинство пар аллелей имеют хотя бы одно различие в нуклеотидной последовательности.
Применение теории общего происхождения
В таких областях, как локализация генетических заболеваний, потенциал теории общего происхождения постепенно привлекает внимание. Хотя практическое применение этой теории все еще находится в зачаточном состоянии, многие исследователи работают над разработкой алгоритмов анализа генетических данных человека с использованием теории общего происхождения.
Используя генеалогическое древо, исследователи могут отслеживать генетические маркеры, связанные с конкретными заболеваниями, и понимать, как эти гены наследуются.
О региональном распределении генетического разнообразия
Картирование однонуклеотидного полиморфизма (SNP) человека выявляет региональные различия в генетической гетерозиготности, которые не просто случайны, но и находятся под влиянием популяционной генетики. Некоторые локусы могут иметь относительно недавнего общего предка, тогда как другие могут иметь более старые генеалогические древа.
История и будущее теории общего происхождения
Теория общего предка является естественным продолжением концепции нейтральной эволюции в классической популяционной генетике и была независимо открыта многими исследователями в 1980-х годах. С развитием технологий в настоящее время существует множество программ, которые можно использовать для моделирования наборов данных в рамках процесса общего происхождения и для определения таких параметров, как размер популяции и скорость миграции, на основе генетических данных.
Ученые работают над тем, чтобы использовать эти инструменты, чтобы глубже понять, как гены влияют на наше здоровье и риск заболеваний.
С дальнейшим развитием генетики понимание и применение теории общего происхождения будут становиться все более важными. Эта теория не только помогает нам разгадать генетические загадки прошлого, но и выявляет возможные проблемы со здоровьем в будущем. Следующий вопрос: сколько неизвестных общих предков ждет нас в этой сети генетических связей?
