Selektiver Sweep – Wikipedia

Der selektiver Sweep (SEMP WOLD genannt), ist in der Populationsgenetik die Reduktion des genetischen Polymorphismus, der in einer Region des Genoms beobachtet wird, in dem es einen Ort in einer positiven natürlichen Selektion gibt ^[Erste] .

Der selektive Sweep ist das Ergebnis der kombinierten Wirkung von genetischem Anhalterungen und Rekombination und bildet eine Spur auf dem Genom und wird häufig als diagnostischer Charakter verwendet, indem sie die jüngste Wirkung der natürlichen Selektion haben ^{[Erste] [2] [3]} .

Die Populationen zeigen ein gewisses Maß an genetischem Polymorphismus: Wenn eine Region in einer Reihe von Individuen eine Sequenz ist, werden auf der Ebene der Sequenz zahlreiche Polymorphismen beobachtet (SNPs, Mikrosatelliten, Deletionen, Inversionen usw.). Einfacher werden die verschiedenen Individuen in der Lage sein, verschiedene Allerie und Aplotypen (Allele) zu präsentieren.

In dem idealen Fall, in dem alle in allen Loci vorhandenen Allele neutral sind, würde die molekulare Entwicklung der Population ausschließlich der genetischen Drift unterzogen. Im wirklichen Fall werden jedoch einige Regionen des Genoms auch einer natürlichen Selektion unterzogen: Zum Beispiel könnte ein Allel, das in einem oder mehreren Personen eines bestimmten Ortes vorhanden ist Tendenziell erhöhen die Häufigkeit in der Bevölkerung, da Personen mit diesem Allel mehr Abstammung lassen würden.

Dank des Hitchhiking -Effekts sollten sie auch die Häufigkeiten der damit verbundenen Allele erhöhen (in der genetischen Verknüpfung): Wenn die Rekombination fehlt, sollte in seiner Umgebung eine perfekt monomorphe Sequenz beobachtet werden ^[2] .

Es ist jedoch immer eine bestimmte Rekombinationsrate vorhanden, so dass alle rekombinanten Chromosomen, die das günstige Allel enthalten, auch einer natürlichen Selektion unterzogen werden (zumindest für das durch das betreffende Allel bestimmte Charakter). Infolgedessen werden sie in der Bevölkerung gegenwärtige Personen sein, die das günstige Allel bringen, jedoch mit genetischen Varianten in den angrenzenden genomischen Regionen.

Wenn der Grad des genetischen Polymorphismus in einem Diagramm dargestellt wird (jeglicher Art: SNPs, Löschungen, Duplikationen, Anzeigen, Variabilität bei Mikrosatelliten … ^[4] ) Gemäß der Position am Genom oder Abstand vom Ort, der einer Selektion unterzogen wird ^[5] In Übereinstimmung mit dem Locus in der Selektion, je größer die neueren und die Auswahl waren, und je niedriger die Rekombinationswahrscheinlichkeit in der Region neben dem Locus ^{[6] [7]} . In diesem Tal ist die genetische Variabilität in der Selektion sehr niedrig oder nichts in Übereinstimmung mit dem Standort und erhöht sich allmählich in beide Richtungen, die sich in beide Richtungen entfernen ^{[Erste] [2]} .

Mit dem Durchgang von Generationen wird das Erscheinen neuer Mutationen dazu neigen, die typische Polymorphismusrate des Restes des Genoms um das festgelegte Allel zu wiederherzustellen, wodurch die Möglichkeit der Unterscheidung dieser Region von jeder anderen Region des Genoms beseitigt wird. Es wurde berechnet, dass der selektive Sweep für einen bestimmten Zeitraum beobachtet werden kann

Generationen nach der Fixierung, wo

Es ist die tatsächliche Dimension der Bevölkerung ^{[8] [9]} .

Das Polymorphismus -Tal unterscheidet sich von einem allgemeinen Gesamtreduktionseffekt des Polymorphismus, der durch demografische Prozesse wie Engpässen oder Effekt des Gründers verursacht wird, da in diesen Fällen die genetische Variabilität im gesamten Genom homogen abnimmt. Es kann daher verwendet werden, um die Regionen des Genoms zu identifizieren, die die kürzlich einer starken positiven Selektion unterzogenen Stellen enthalten, auch ohne die beteiligten Selektionsmittel zu kennen ^{[zehn] [2] [3]} .

Es ist bekannt, dass nicht alle selektiven SWEPs eine Verringerung der Polymorphismusspiegel auf die gleiche Weise verursachen. In der Literatur wurden drei Kategorien beschrieben:

• Harte selektive Sweep Ö selektiver Sweep Klassiker: Ein günstiges Allel erscheint durch Mutation und ist daher zunächst bei einem oder wenigen Personen vorhanden. Der wichtige adaptive Vorteil, der die Fluggesellschaften verleiht, führt zu einer raschen Zunahme seiner Häufigkeit in der Bevölkerung und einer schnellen Fixierung. In diesem Fall wird erwartet ^[11] .
• Weicher Sweep von stehender genetischer Variation : Es tritt auf, wenn eine neutrale Mutation in einer Population aufgrund eines Umweltveränderung vorteilhaft wird. In diesem Fall kann das günstige Allel aufgrund der Rekombination und des Auftretens neuer Mutationen in mehreren verschiedenen Aplotypen vorhanden sein; Das Polymorphism Valley wird in diesem Fall weniger offensichtlich ^{[Zwölftel] [13]} .
• Multiple Origin Soft Sweep : Es tritt auf, wenn ähnliche positive Mutationen auf unterschiedlichen genetischen Hintergründen entstehen, so dass kein Hintergrund eine hohe Frequenz aufweisen kann. Zum Beispiel ist der Fall, in dem die Inaktivierung eines Gens oder die Verringerung seiner Expression besonders günstig ist: Dies könnte in vielerlei Hinsicht mit vielen verschiedenen Mutationen stattfinden. Wenn zwei oder mehr von diesen bei verschiedenen Personen getrennt auftreten ^[14] .

In mehreren Studien an vielen Arten wurde selektiver Sweep beobachtet.

In der wissenschaftlichen Literatur gibt es einige Fälle von selektivem Sweep in unserer Spezies, die daher jüngste natürliche Selektionstests aufweisen. In einigen Fällen ist der von der Genomregion kontrollierte Charakter bekannt ^[16] .

• Eine Region von Chromosom 2, die die Elemente enthält, die die Expression von Lactase beim Menschen regulieren: Diese Elemente haben eine starke positive Selektion in den Populationen durchlaufen wahrscheinlich einen wichtigen Vorteil. Die Spuren des Selektivs der Sweep wurden in afrikanischen und europäischen Bevölkerungsgruppen beobachtet und fehlen in den afrikanischen Bevölkerungsgruppen fast, die den Übergang vom Bundesstaat Jäger zu den Züchter noch nie gewechselt haben ^{[7] [Zwölftel]} .
• Eine Region von Chromosom 11, das das kodierende Gen für das Beta -Globin, die Untereinheit von Hämoglobin enthält. Die fragliche Mutation ist die Verantwortung für die Falciform -Anämie, die heterozygoten Personen einen gewissen Widerstand gegen Malaria verleiht ^[16] .