Tema 3. La diversitat genètica humana (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Pompeu Fabra (UPF)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Evolució humana i salut
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 04/02/2015
Descargas 6
Subido por

Vista previa del texto

Tema 3. La diversitat genètica humana 1. MESURES DE DIVERSITAT GENÈTICA: HETEROZIGOCITAT , NOMBRE DE LLOCS SEGREGANTS , ESTIMADOR DE WATTERSON I NOMBRE DE DIFERÈNCIES A PARELLS Heterozigocitat La diversitat genètica o heterozigocitat es defineix com a la probabilitat de que dos al·lels d’un mateix cromosomes siguin diferents. Per un locus diploide aquesta heterozigocitat correspon a la diversitat esperada.
Si el nombre d’al·lels és diferent a dos (m al·lels) pel càlcul de la diversitat gènica s’utilitza la fórmula següent: Per calcular la mitjana per un conjunt de n loci apliquem: Exemples del càlcul de la diversitat genètica: Sistema RH Al·lel Població 1 Població 2 D 0.84 0.55 d 0.16 0.45 Per un locus amb 2 al·lels: h1 = 2*0,84*0,16 = 0,269 h2 = 2*0,55*0,45 = 0,495 A 0.24 0.32 Sistema ABO B 0.01 0.08 O 0.75 0.60 Per un locus amb m al·lels: h1 = 1 – (0,24)2 – (0,01)2 – (0,75)2 = 0,380 h2 = 1 – (0,32)2 – (0,08)2 – (0,60)2 = 0,531 Mitjana per un conjunt de n loci (H) H1 = 1/2 (0,269 + 0,380) = 0,325 H2 = 1/2 (0,495 + 0,531) = 0,513 El càlcul de la diversitat gènica permet observar situacions com una població que ha passat per un coll d’ampolla o un efecte fundador.
El coll d’ampolla es refereix a una gran pèrdua de diversitat a causa de la port d’una gran part de la població. L’efecte fundador també implica una pèrdua de diversitat però en aquest cas és a causa de que una petita fracció d’una població mare funda una nova població en un altre lloc.
9 Aquesta pèrdua de diversitat permet observar i seguir la migració de l’espècie humana.
La mesura equivalent a la diversitat gènica en el cas de seqüències de nucleòtids és l’heterozigositat a cada nucleòtid mitjanada per tota la seqüència. Pot calcular-se de diverses maneres que són equivalents.
En la primera fórmula n és la longitud de la cadena i h és l’heterozigositat esperada en cada posició. La segona fórmula fa referència al nombre de diferencies a parells on xi i xj són les freqüències dels tipus de seqüència i i j i π és la proporció de nucleòtids en que difereixen les dues seqüències (número de diferències dividit entre el número total de nucleòtids).
Exemple El 2 que trobem multiplicant a l’inici del segon càlcul és perquè la matriu és simètrica i només s’ha calculat la meitat de la matriu.
10 Nombre de llocs segregants (S) i estimador de Watterson Una altra mesura per quantificar la variabilitat genètica és el nombre de llocs segregants o nombre de llocs variables o llocs polimòrfics, que s’indica amb S. Consisteix simplement en indicar el número de posicions variables en la mostra.
Exemple: S=6 El principal problema d’aquest mètode és que no permet comparar poblacions amb grandàries mostrals diferents. L’estimador de Watterson soluciona aquest problema dividint el nombre de llocs segregants entre un corrector de la grandària mostral.
Seguint l’exemple anterior (S = 6 i n = 4 cromosomes) Diversitat haplotípica (H) Aquest càlcul es realitzarà directament amb un programa.
2. D IFERENCIACIÓ POBLACIONAL: FST La diferenciació poblacional és el percentatge de variació o proporció de diversitat gèniques mostra la diferència genètica existent entre dues poblacions. FST permet, per tant, mesurar la distància genètica entre dues poblacions. Podrà tenir un valor entre 0 i 1: 0 per una composició genètica idèntica i 1 si són completament diferents.
FST és l’excés relatiu d’heterozigots trobats a l’agrupar diferents subpoblacions (efecte Wahlund – fórmula 1) però també és la variància estandarditzada de les freqüències al·lèliques en poblacions.
11 En l’exemple següent tenim dues subpoblacions genèticament diferents on un al·lel es troba en una freqüència del 10% en la primera població i una freqüència del 50% en la segona.
Sabem també que l’heterigozitat promig (H) de les dues subpoblacions és de 0,34. Si no sabéssim que aquesta població està dividida, en canvi ens donaria una H de 0,42. La F ST mesura aquesta diferència, que serà més gran com major sigui la diferència de les freqüències al·lèliques de les dues poblacions.
Si calculem la distància genètica entre diferents poblacions humanes podrem establir un arbre filogenètic. Com que el nostre origen està a l’Àfrica les poblacions africanes són les que primer van divergir.
FST també ens permet observar la distància genètica entre SNPs. S’observa com alguns SNPs tenen una distància genètica molt gran, mostrant que aquella variació ha permès l’adaptació d’una població a un medi determinat.
3. D ISTRIBUCIONS DE MISMATCH Les distribucions de Mismatch consisteixen en la comparació de totes les seqüències amb totes les seqüències i comptar el número de diferències per cada parella. A continuació es fa una taula amb el nombre de parelles es diferencien per una base, el nombre de parelles que tenen dues bases diferents, etc.
En funció de la forma que adquireixen diferenciem dos tipus de distribució mismatch. La distribució en forma de campana es dóna quan la població recentment un creixement demogràfic o quan s’ha produït una selecció de seqüències. La distribució irregular es produeix quan la mida s’ha mantingut constant i no s’ha produït aquesta selecció.
12 4. LA GENEALOGIA D’UN GEN: COALESCÈNCIA Si agafem 22 individus i anem tirant generacions enrere acabem arribant a un avantpassat comú ja que els llinatges van convergint. Això és el que s’anomena l’arbre genealògic d’una mostra i sobre aquest arbre es poden senyalitzar els processos de la mutació.
La genealogia d’aquestes mostres pot ser de dos tipus principals. Quan les poblacions han mantingut una mida constant trobem branques llargues i curtes (les branques llargues són llinatges ancestrals cap a molts individus), mentre que quan es troben en expansió tenen forma de raspall, amb branques curtes i llargues (les branques llargues són cap a individus concrets).
13 ...