De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Hoorcollege 3+4 Populatiegenetica. Latrodectus sp. Australian red-back spider.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Hoorcollege 3+4 Populatiegenetica. Latrodectus sp. Australian red-back spider."— Transcript van de presentatie:

1 Hoorcollege 3+4 Populatiegenetica

2 Latrodectus sp. Australian red-back spider

3 Bicyclus anynana  droge seizoen natte seizoen 

4

5 Rumex droog (links) Rumex overstroomd (rechts)

6 pepermot

7 Verspreiding Biston betularia

8 Sikkelcelanemie

9 Fenotypische variatie

10 Hoe ontstaan verschillende eigenschappen ?

11 Wat moeten we aan informatie hebben om de voorbeelden te begrijpen, te verklaren, te voorspellen? 1. Individuen vertonen variatie in eigenschappen 2. Variatie is tenminste voor een deel erfelijk 3. Individuen planten zich voort, produceren nakomelingen 4. Variatie in eigenschappen gaat samen met variatie in aantal nakomelingen; variatie in fitness 5. Variatie in fitness is het gevolg van de interactie tussen fenotype en milieu

12 1. Variatie fenotypische vs. genotypische variatie (invloed van milieu) genotype variatie vs. allel variatie homozygoten, heterozygoten homozygoten, heterozygoten genotype frequentie genotype frequentie allel frequentie allel frequentie Binomiale variatie vs. kwantitatieve variatie

13 2. Erfelijk Overerving volgens Mendel Kwantitatief: heritabilities (quantitative genetics)Kwantitatief: heritabilities (quantitative genetics) Single-locus: Mendels ratio’s Single-locus: Mendels ratio’s AA Aa aa Multi-locus: Mendel + linkage AaBb AABb AABB AaBB etc.

14

15 4. Variatie in fitness Fitness = relatieve bijdrage van elk genotype aan de volgende generatie reproductie overleving Relative fitness Gemiddelde populatie fitness Inclusive fitness

16 Fitness van een genotype/fenotype houdt in het aantal succesvolle (= reproductieve) nakomelingen van dat genotype/fenotype in de volgende generatie. Dit aantal is onderworpen aan selectie op kenmerken van dat genotype zoals die tot uitdrukking zijn gebracht in het fenotype en dit leidt tot aanpassing

17 5. Variatie in fitness is het gevolg van de interactie tussen fenotype en milieu

18 malaria sikkelcel gen

19 Insecticide productie # insecten resistent tegen tenminste 1 insecticide

20 Natuurlijke selectie resulteert uiteindeijk in adaptatie

21

22 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 diet NuNyPoRu survival 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 NuNyPoRu Host Jaw width a a b b

23 Ru NuNyPo host plant leaf toughness a b c d

24 How to reveal differences between individuals; among each other, within groups, between groups.

25 Om te begrijpen hoe het proces van micro-evolutie daadwerkelijk tot stand komt is begrip nodig van het spel van allelen, genotypen en fenotypen

26

27 Voorwaarden Hardy-Weinberg evenwicht : 1.De soort is diploïd 2.De voortplanting is sexueel 3.Er is random paring in de populatie 4.Generaties zijn niet overlappend 5.De populatie is oneindig groot 6.Er vindt geen selectie plaats 7.Er is geen mutatie 8.Er is geen migratie

28 Hardy-Weinberg evenwicht AA q * q = q 2 Aa p * q allel A: q aA p * q aa p * p = p 2 allel a: p allel A: qallel a: p   AA : Aa : aa p 2 : 2pq : q 2

29 genetic structure of parent population genetic structure of second generation Hardy-Weinberg theorie

30 Wat betekent Hardy-Weinberg evenwicht eigenlijk? Als allelfrequenties niet veranderen,Als allelfrequenties niet veranderen, zijn de genotype frequenties in de ouderpopulatie gelijk aan de genotype frequenties in de nakomelingen populatie als alle individuen in een populatie random (dwz. met een even grote kans) met elkaar paren,als alle individuen in een populatie random (dwz. met een even grote kans) met elkaar paren,dan:

31 AA = 80; Aa = 10; aa = 10 Is hier sprake van HW evenwicht? STAP 1 Wat is de allelfrequentie? A: p = (2 x )/200 = 0.85 a: q = (2 x )/200 = 0.15 STAP 2 Wat zijn de verwachte HW frequenties? p 2 = 0.85 x 0.85 = pq = 2 x 0.85 x 0.15 = q 2 = 0.15 x 0.15 = STAP 3 Wat zijn de verwachte HW aantallen? AA = x 100 = Aa = x 100 = 25.5 aa = x 100 = 2.25

32 STAP 3 Wat zijn de verwachte HW aantallen? AA = x 100 = Aa = x 100 = 25.5 aa = x 100 = 2.25 STAP 4 Wijken verwachte en waargenomen getallen significant van elkaar af?  2 = ( ) 2 / ( ) 2 / ( ) 2 /2.25 = df = 1; krit. Waarde = STAP 5 Conclusie? Genotype frequenties zijn niet in Hardy- Weinberg evenwicht!!!!!!!

33 Voorwaarden Hardy-Weinberg genotype frequenties ouderpop. allel frequenties ouderpop. parings frequenties genotype frequenties bij geboorte genotype frequenties nakomelingen SELECTIE (gameet selectie) SELECTIE (overleving) SELECTIE (zygoot selectie) NON-RANDOM PARING MUTATIEMIGRATIE, DRIFT DRIFT

34 Migratie gene flow gene flow migratie-selectie evenwicht migratie-selectie evenwicht Genetische drift toeval toeval grootte afhankelijk van populatie grootte grootte afhankelijk van populatie grootte Niet-random paring assortatieve paring (pos. of neg.) assortatieve paring (pos. of neg.) inteelt inteelt Selectie Mutatie

35 POPULATIE GENETISCHE MODELLEN: Verandering van allel frequenties v.b. directionele selectie tegen recessieve homozygoot q 2 (1-s) 2pq p2p2p2p2 genotype frequenties na selectie q2q2q2q22pq p2p2p2p2 genotype frequenties 1-s11 f itness aaAaAAgenotype gemiddelde fitness: p2 p2 p2 p2 + 2pq + q 2 (1-s) q 2 (1-s) = p2 p2 p2 p2 + 2pq + q2 q2 q2 q2 – sq 2 sq 2 = 1 –sq 2

36 frequentie genotypen na selectie: q 2 (1-s)/(1-sq 2 ) aa 2pq/(1-sq 2 ) Aa p 2 /(1-sq 2 ) AA frequentie A na selectie: p’ = f(AA) + f(Aa)/2 = p 2 /(1-sq 2 ) + (2pq/(1-sq 2 ))/2 = (p 2 + pq)/(1-sq 2 ) (p 2 + pq)/(1-sq 2 )  p = p – p’ = spq 2 /(1-sq 2 )

37 SELECTIE Directioneel Directioneel Stabiliserend Stabiliserend Disruptief Disruptief Frequentie-afhankelijk Frequentie-afhankelijk

38

39 Voorwaarden Hardy-Weinberg genotype frequenties ouderpop. allel frequenties ouderpop. parings frequenties genotype frequenties bij geboorte genotype frequenties nakomelingen SELECTIE (gameet selectie) SELECTIE (overleving) SELECTIE (zygoot selectie) NON-RANDOM PARING MUTATIEMIGRATIE, DRIFT DRIFT

40 Mutatie Punt mutaties Punt mutaties Subtituties Subtituties Translocaties Translocaties Synoniem vs. non-synoniem Synoniem vs. non-synoniem mutatie-selectie evenwicht q =  (u/s) voor recessieve allelen q = (u/s) voor dominante allelen genetic load: [(W max – W)/W max ]

41 Zijn mutaties nu goed of slecht? Mutaties worden vaak als iets negatiefs gezien - veel ziektes zijn veroorzaakt door mutatuties Het merendeel van alle mutaties zijn ‘neutraal’, zonder effecten op het fenotype -‘neutral theory of molecular evolution’ (Motoo Kimura): neutrale mutaties creëren een onzichtbaar reservoir voor genetische diversiteit ! Mutaties zorgen voor genetische variatie en soortvorming

42  ééncelligen: 2 of 3 op de 1000 ééncelligen hebben een mutant die de cel’s fenotype (uiterlijk) verandert  de mens: elk mens bevat gemiddeld 1.6 ‘nieuw’ gen  mitochondriaal DNA: 1.6 x mutaties per locus per generatie -Hoe bijzonder zijn mutaties ?

43 Puntmutaties: Sikkelcelanemie

44 Voorwaarden Hardy-Weinberg genotype frequenties ouderpop. allel frequenties ouderpop. parings frequenties genotype frequenties bij geboorte genotype frequenties nakomelingen SELECTIE (gameet selectie) SELECTIE (overleving) SELECTIE (zygoot selectie) NON-RANDOM PARING MUTATIEMIGRATIE, DRIFT DRIFT

45 Migratie gene flow gene flow migratie-selectie evenwicht migratie-selectie evenwicht Genetische drift toeval toeval grootte afhankelijk van populatie grootte grootte afhankelijk van populatie grootte Niet-random paring assortatieve paring (pos. of neg.) assortatieve paring (pos. of neg.) inteelt inteelt Selectie Mutatie

46 De toevoeging van migratie in Hardy-Weinberg

47 Migratie kan allel- en genotype frequenties veranderen

48 Drift kan allel- en genotype frequenties veranderen

49 Bottleneck effect

50 Migratie gene flow gene flow migratie-selectie evenwicht migratie-selectie evenwicht Genetische drift toeval toeval grootte afhankelijk van populatie grootte grootte afhankelijk van populatie grootte Niet-random paring assortatieve paring (pos. of neg.) assortatieve paring (pos. of neg.) inteelt inteelt Selectie Mutatie

51 Inteelt Inteelt = random paring = Hardy-Weinberg evenwicht Inteelt verhoogt de frequentie aan homozygoten (AA, aa) en verlaagt de frequentie aan heterozygoten (Aa, aA) vergeleken bij de verhoudingen onder Hardy-Weinberg evenwicht AA x AA AA, AA, AA, AA aa x aa aa, aa, aa, aa

52 Frequentie heterozygoten in overblijvende populaties met verschillende populatiegrootte na meerdere generaties na random kruisingen De kans op inteelt is groter in kleine populaties

53 Homozygoten worden doorgaans geassocieerd met slechtere overlevingskansen van individuen (inteelt depressie) en op de langere termijn kunnen door de lagere genetische variatie individuen zich bijv. moeilijker aanpassen aan veranderingen in de omgeving. Aan de andere kant kan inteelt leiden tot het ‘purgen’van slechte eigenschappen en tot specialismen Inteelt verhoogt de kans op slechte eieren in mezen

54 Het spel der allelen is meestal veel complexer dan nu gesuggereerd waarbij er geen directe relatie is tussen allel, genotype en het bijbehorende fenotype Meestal zijn er geleidelijke overgangen: Het bewijs dat eigenschappen door meerdere genen worden bepaald

55 Kwantitatieve genetica verklaard met Mendelse genetica


Download ppt "Hoorcollege 3+4 Populatiegenetica. Latrodectus sp. Australian red-back spider."

Verwante presentaties


Ads door Google