Tok GI v buňce. Genetický polymorfizmus popis struktury populací. Organizace genetického materiálu. Definice polymorfismu

Transkript

1 Genetický olymorfizmus ois struktury oulací Tok GI v buňce Dr. Ing. Urban Tomáš ÚSTAV GEETIKY MZLU Brno urban@mendelu.cz htt:// Seminář doktorského grantu 53/03/H076 : Molekulárn rní data v genetice oulací a hodnocení diverzity ZF JU České Budějovice Dědičnost tok informací mezi buňkami (během buněčného dělení) a řes generace (omocí meiózy) Organizace genetického materiálu Definice olymorfismu oly mnoho; morfé tvar Polymorfismus výskyt dvou nebo více variant (tvarů) určitého znaku v oulaci daného druhu říklad olymorfismu znaku ostavení uší u rasete Molekulární technologie a automatizace solu se sofistikovanými výočetními rogramy umožňují určit sekvence nukleotidů v genomu. znak kvalitativní

2 genomový chromozomů roteinů antigenů, rotilátek kvalitativních znaků genetická informace - mutace DA - sekvence geny - alely Strukturní a numerické aberace bílkoviny, enzymy - alozymy v buňkách, v krvi, atd. v krvi, tkáních, atd. v buňkách, tkáních, atd. na organismu Kvantitativní znaky Odhad genetické komonenty rostředí G e n o t y F e n o t y Proč využívat molekulární genetické markery? Molekulární data oskytují genetickou informaci (nejvíce informativní) Možno testovat všechny biologické druhy Molekulární metody zřístuňují téměř neomezený zdroj genetické variability (3 mld b) Komletní DA sekvence je již u mnoha modelových druhů (ale ro oulační a evoluční studie je taková informace nadbytečná) 003,4 mil SP v databázi lidského genomu Mol. data oskytují solečné měřítko ro měření divergence mezi druhy, lemeny, Molekulární řístuy se mění a rozvíjejí Proč nevyužívat molekulárně genetické markery? lidi, náklady PCR - RFLP řístu studia olymorfizmu Genomový olymorfismus Restriction fragment length olymorhism of the M307 olymorhic site in the FUT gene AG GG GG AA odstata: - bodové mutace (záměna, delece, atd. bazí) - reetice sekvencí (kratších nebo delších) zkoumá: - molekulární genetika - genomika metody zjišťov ování: PCR, RFLP, DGGE, TGGE, SSCP, sekvenování - krátký řehled Mgr. Civáňová Horák, Urban, Dvořák (004)

3 Genetický olymorfizmus jako míra genetické variance v oulacích Lokus je olymorfní Četnost nejrozšířenější alely není větší než 0,95 ebo 0,99? absolutní frekvence genotyů!? relativní frekvence genotyů! D d h BB 7 Bb 4 bb 4 H r f(bb) 0,4667 f(bb) 0,667 f(bb) 0,667 R? relativní frekvence alel! d + h f(b) 0,600 q r + h f(b) 0,400 Formy variability v bovinním PRP genu 8 % jsou SP Substituce 79 % tranzice (A > G; C > T) % transverze (A, G > C,T) Sequence variation in the bovine and ovine PRP genes D. Hills, J. Schlaefer, S. Comincini, I. MacLean, G. Dolf, L. Ferretti, I. Olsaker, J. L. Williams Animal Genetics :3. 83

4 Hardy-Weinbergova rovnováha a vazbová rovnováha V oulacích existuje genetická rovnováha ro studium změn frekvencí tyy rovnováhy Hardy Weinbergova vazbová Odvození H.-W. rinciu Tvorba nové generace Sermie Vajíčka q A A q A a q q A a q a a ( A + a) AA + Aa + aa + q + q

5 Jedna frekvence alel více frekvencí genotyů Pouze v říadě je oulace v genetické rovnováze! Testování HWE Χ test (Pearson) d + h (AA) 0,60 0,6 0,64 0,70 0,75 q (Aa) 0,40 0,38 0,3 0,0 0,00 q (aa) 0,00 0,0 0,04 0,5 0,0 (A) q (a) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Vícealelové lokusy exact test (Fisher) likelihood-ratio test (Χ ) Pouze je-li oulace v genetické rovnováze, lze odvodit frekvenci genotyů z frekvencí alel dle + q + q χ test dobré shody Internetové alikace - HWE H 0 lokus je v HWE H A lokus není v HWE htt://wbiomed.curtin.edu.au/geneo/geneo_o.html Tests for deviation from Hardy-Weinberg equilibrium and tests for association (SP) htt://ihg.gsf.de/cgi-bin/hw/hwa.l HARDY (for large numbers of alleles (microsatellites) htt:// htt://ritch.bsd.uchicago.edu/software.html df 3-- χ (, 0,05) 3,84 χ (, 0,0) 6,64

6 Měření vazbové nerovnováhy enáhodné asociace mezi chromozomálními lokusy v oulaci Alely jednoho lokusu nemusí být v asociaci s alelami druhého lokusu Vazbová rovnováha: náhodné alelické asociace mezi alelami na jakémkoliv lokusu Dosažení rovnováhy je však omalé, závisí na rekombinaci r (ravděodobnost, že gameta řenášená jedincem je rekombinantní) B ( ) b ( ) D P P -P P A (q ) a (q ) AB ( q ) ab ( q ) Ab ( q ) P ab ( q ) Cis Trans Frekvence halotyů erovnováha v generaci t: D t (- r) t D 0 Ab 0 0,40 (L) f(a) Testování vazbové nerovnováhy ab AB ab ,0 0,30 q(l) (L) q(l) 0,4 0,6 f(a) f(b) f(b) Χ test lokusy s alelami χ ij f (i) n[ d(ij) ] [ ± f (i)] f (j)[ ± f (j)] d(ab) d(ab) d(ab) d(ab) ,00 d(ij) f(ij) - f(i)f(j) d(ij) f(ij) f(i)f(j) -nerovnováha alely i v lokusu a alely j v lokusu Ab X^ f(i), f(j)- frekvence alely i v lokusu, alely j v lokusu f(ij) - frekvence halotyu ij (lokus a ) ab AB X^ X^ χ ij f (i) n[ d(ij) ] [ ± f (i)] f ( j) [ ± f ( j) ] ab X^ Příklad v excelu

7 PROGRAM DOWLOAD Arlequin COVERT DISPA FSTAT GDA (Genetic Data Analysis) Genetix4.04 KISHIP: Microsat PAUP 4.0b PCAGen Phyli Pogene Structure TreeView htt://lgb.unige.ch/arlequin/ htt:// %0Staff/glaubitz/software.htm htt:// htt:// htt://lewis.eeb.uconn.edu/lewishome/software.html htt:// htt:// htt://hgl.stanford.edu/rojects/microsat/ htt://au.csit.fsu.edu/ htt:// htt://evolution.genetics.washington.edu/hyli.html htt:// htt://ritch.bsd.uchicago.edu/software.html htt://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html