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
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
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 3 9 7 3 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 3 5 7 + 1 1/4 (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
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
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: 1 + +... + 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
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
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