Zá k l a d y k v a n t i t a t i v n í g e n e t i k y

Transkript

1 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky Zá k l a d y k v a t i t a t i v í g e e t i k y Doud byly základí geetické procey (přeo geetické iformace) ledováy a zacích a vlatotech dikrétími hodotami feotypu, kde bylo možé ledovat idividuálí účiek geu. O těchto alterativích, kvalitativích vlatotí e říká, že jou jedoduše děděa a jou útředím tématem medelitické geetiky, molekulárí geetiky či geetiky populací kvalitativích zaků. Moho vlatotí však emá dikrétí feotypovou variabilitu, ale kotiuálí, bez možoti rozlišeí feotypových tříd. Tyto vlatoti e azývají kvatitativí. Přeoem GI u těchto vlatotí e zabývá geetika kvatitativích zaků (kvatitativí geetika). Zde dochází k utoti aplikace růzých tatitických metod a tedy propojeí geetiky a tatitiky. kvalitativí dikotiuálí, epojitá (dikrétí) variabilita podmíěa 1 ebo ěkolika málo gey moogeí (oligeí) dědičot lze určit feotypovou hodotu každého geotypu vlatoti jou hodocey podle kvality projevu (rohatot bezrohot, červeý bílý květ,...) gey iterakčími účiky (domiace, epitáze) a projev vlatoti emá vliv protředí lze detekovat efekt jedotlivých geů podílejících e a vlatoti Vlatoti orgaizmů kvatitativí kotiuálí, pojitá variabilita podmíěa moha gey a více lokuech polygeí dědičot rozděleí feotypů vykazují více ebo méě kotiuálí variabilitu (lze určit rozmezí hodot) vlatoti jou kvatifikováy měřeím, vážeí, počítáím,... vlatoti jou determiováy gey velkého účiku (epřipívají kvatitativě) a větším počtem geů malého účiku (polygey), většia geů má aditiví účiek projev vlatoti modifikuje vliv protředí elze rozpozat účiek jedotlivých geů podílejících e a vlatoti Všechy gey e dědí " medeliticky", t.j. u diploidích orgaizmů je každý ge v buňce obaže, přičemž jede je od otce a druhý od matky, bez ohledu determiujíli vlatot kvalitativí ebo kvatitativí (rozdíl lze pozorovat v jejich feotypovém projevu + pecifické odchylky jako apř. impritig geů!) TGU 006 1/7

2 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky Typy kvatitativích vlatotí A) Vlatoti plyulou kotiuálí promělivotí výo obilí, rezitece k emocem u rotli i živočichů, přírůtek hmototi, výška v kohoutku, obah tuku v mae, IQ, chopot aučit e, kreví tlak, B) Vlatoti meritické počet elat ve vrhu, počet zr v klae,... (jedotlivé feotypové třídy lze odlišit, ale vlatot je determiováa polygeí dědičotí a modifikováa protředím). C) Vlatoti prahové projev emoci (chizofreie, cukrovka), výkyt dvojčat,... (jedotlivé feotypové třídy lze odlišit, buď e projeví ebo eprojeví, ale vlatot je determiováa polygeí dědičotí a modifikováa protředím). P řechod od kvalitativích vlatotí ke kvatitativím TGU 006 /7

3 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky Aditiví model dědičoti Výledky křížeí dvou heterozygotů, kde každý graf azačuje odlišé feotypové třídy od jedoho etrému do druhého. Každý feotyp vyplývá z půobeí růzého počtu aditivích alel. Jedá e o kvalitativí vlatoti, podmíěé růzým počtem geů. Bez vlivu protředí! Zobecěí polygeí dědičoti z aditivího modelu: P očet lokuů 1 3 Počet gamet hybridů 4 8 Typy F 1 gamet A, a AB, Ab, ab, ab Počet F geotypů (ebo feotypů při aditivitě) Typy F geotypů ABC, ABc, AbC, Abc, abc, abc, abc, abc AA, Aa, aa AABB, AABb, AAbb, AaBB, AaBb, Aabb, aabb, aabb, aabb AABBCC, AABBCc, AABBcc, AABbCC, AABbCc, AABbcc, AAbbCC, AAbbCc, AAbbcc, AaBBCC, AaBBCc, AaBBcc, AaBbCC, AaBbCc, AaBbcc, AabbCC, AabbCc, Aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc, aabbcc Počet růzých F feotypů (při úplé domiaci) 4 8 Počet růzých F feotypů (při eúplé domiaci) Podíl homozygota F /4 (AA ebo aa) 1/16 (AABB ebo aabb) 1/64 (AABBCC ebo aabbcc) 1/ 4 Feotypový poměr F 1::1 1:4:6:4:1 1:6:15:0:15:6:1 (A+a) TGU 006 3/7

4 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky Vliv variability protředí a celkovou variabilitu feotypovou Kombiováím efektů geotypové variability a variability protředí dochází k zvýšeí variability feotypové kotiuálím průběhem. Kocept kvatitativí geetiky Z grafů výše vyplývá hlaví kocept kvatitativí geetiky (příčiy způobující variabilitu vlatoti), který avrhl již v roce 1909 Johae: feotyp geetické faktory + faktory protředí P G + E Geetické faktory Aditiví geové půobeí Každá alela má pecifickou metrickou hodotu, která je přičítáa ve feotypu. Domiatí geové půobeí Domiatí homozygot a heterozygot připívají tejou mírou a feotyp (itrageové iterakce). Geové iterakce Iterakce dvou či více geů a růzých lokuech kotrolujících jedu vlatot (epitáze) (itergeové iterakce). TGU 006 4/7

5 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky A a l ý z a k v a t i t a t i v í c h v l a t o t í Změříme li hodotu ějaké kvatitativí vlatoti orgaizmu, zjišťujeme jeho feotypovou hodotu, a jejímž základě lze odhadout geotypovou hodotu vlatoti. Hodotíme li větší možtví jedotlivých hodot v populaci, lze popat feotypovou variabilitu a a jejím základě odhadout variabilitu geotypovou. Ditribuce feotypů může být popáa růzými způoby. Jako prví e určuje třed ditribuce (průměr). Te však ám o obě etačí k popiu ditribuce. Je uté určit variabilitu (variaci) okolo tohoto průměru, která určuje tvar křivky ditribuce. P růměr, variace a měrodatá odchylka Střed ditribuce je aritmetickým průměrem všech feotypových hodot a je defiová: i průměr Σ i oučet všech hodot počet hodot Variabilita okolo průměru je defiováa jako oučet čtverců odchylek od průměru: ( ) i ( ) + ( ) ( ) 1 výpočtový vzorec: i i i Směrodatá odchylka je další způob hodoceí variability ditribuce a avíc je v jedotkách měřeé vlatoti: Variačí koeficiet vyjadřuje relativí míru variace. Pomocí ěj, lze porovávat variabilitu růzých vlatotí růzými jedotkami (a rozdíl od měrodaté odchylky): V Další doplňující mírou variace je tředí chyba průměru (charakteritika přeoti odhadu průměru, závilá a velikoti výběrového ouboru): Data jou čato umarizováa jako: ± TGU 006 5/7

6 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky Kovariace, korelace a regree Geetické tudie čato ledují vztahy mezi růzými vlatotmi, ebo vztah mezi vlatotí změřeou u rodičů a u potomků a pod. Na základě těchto vztahů jou určováy růzé geetické parametry (heritabilita, geetické korelace, plemeá hodota,...). Vzik záviloti mezi zaky může být podmíě vazbou geů ebo pleiotropím účikem. Eitece vzájemého vztahu dvou vlatotí a y je korelace, jeho těot vyjadřuje koeficiet korelace r ( rozmezím hodot: 1 až + 1). r y cov y y Jedoduchou závilot dvou vlatotí a y, kdy jeda vlatot je závile a druhá ezávile proměá, e azývá regree a jeho tupeň e vyjadřuje regreím koeficietem b. Te je vyjádře v jedotkách závile proměé. Kovariace je aalogická k variaci, ale zahruje oučaě odchylky od průměru obou vlatotí ( a y), ebo li oučet oučiů odchylek vlatotí a y. b b y y cov cov y y y ( )( y y ) cov y 1 K o m p o e t y f e o t y p o v é v a r i a b i l i t y Feotypová hodota (P ) vlatoti je výledkem půobeí geotypové hodoty (G) a protředí (E). Rozdíly mezi feotypovými hodotami jou výledkem půobeí geotypu a protředí a lze ledovat jejich variabilitu. Základí vlatotí variace je, že ji lze rozdělovat do dílčích ložek (kompoet) variace, jejichž protý oučet je rove celkové variaci. Toho e využívá v geetice, kdy e z celková feotypová variace odhaduje růzými tatitickými metodami (Základí metodou je aalýza variace) odhaduje variace geetická (geotypová). Geetická variace e využívá k odhadům dalších geetických parametrů (apř. koeficiet dědivoti). TGU 006 6/7

7 Virtuálí vět geetiky 1 Základy kvatitativí geetiky P G A D I E E P E T GE celková feotypová variace egregující populace (variabilita změřeých hodot) geetická (geotypová) variace, která připívá k celkové feotypové variaci; variabilita vlatoti způobeá růzými geotypy v populaci aditiví geetická variace (je zapříčiěá aditivím půobeím geů a růzých lokuech variace polygeů) domiatí geetická variace (itraalelické iterakce, jetliže alely (dvě i více) a jedom lokuu ovlivňují polygeí vlatot a projevuje e iterakce domiace receivita a jejich růzý tupeň variace geetické iterakce (iteralelické iterakce, čát geetické variace aociováá iterakcemi mezi gey a růzých lokuech. Základem je epitáze. přípěvek variability protředí k celkové feotypové variabilitě variabilita tále půobících vlivů protředí (permaetí) variabilita dočaě půobících vlivů protředí (temporálí) variace iterakce geotyp protředí cov GE korelace mezi geotypem a protředím Čemu e rová feotypová variabilita u kloů, čitých liií a jediců F 1 geerace? TGU 006 7/7