Kvantitativní genetika

Kvantitativní genetika je studium spojitých znaků (jako je výška nebo hmotnost) a jejich základních mechanismů. Jedná se v podstatě o rozšíření jednoduché Mendelovy dědičnosti v tom smyslu, že kombinovaný účinek mnoha základních genů vede ke spojité distribuci fenotypových hodnot.

Obor byl založen z evolučního hlediska původci moderní syntézy, R.A. Fisherem, Sewallem Wrightem a J.B.S. Haldanem, a jeho cílem bylo předpovědět reakci na výběr daných dat o fenotypu a vztazích jednotlivců.

Analýza kvantitativních rysů loci neboli QTL je novějším přírůstkem do studia kvantitativní genetiky. QTL je oblast v genomu, která ovlivňuje rys nebo rysy, které jsou předmětem zájmu. Kvantitativní rysy loci přístupy vyžadují přesné fenotypové, rodokmenové a genotypové údaje od velkého počtu jedinců.

Fenotypová hodnota (P) jedince je kombinovaný vliv genotypové hodnoty (G) a odchylky prostředí (E):

Genotypová hodnota je kombinovaný účinek všech genetických účinků, včetně nukleárních genů, mitochondriálních genů a interakcí mezi geny. Často se proto dále dělí na aditivní (A) a dominantní složku (D). Aditivní účinek popisuje kumulativní účinek jednotlivých genů, zatímco dominantní účinek je výsledkem interakcí mezi těmito geny. Odchylku od životního prostředí lze dále rozdělit na čistě environmentální složku (E) a interakční faktor (I), které popisují interakci mezi geny a prostředím. Lze to popsat takto:

Příspěvek těchto složek nelze určit u jednoho jedince, ale lze je odhadnout u celých populací odhadem rozptylů těchto složek, označených jako:

Dědičnost znaku je podíl celkové (tj. fenotypové) variace (VP), který je vysvětlen genetickou variací. Jedná se o celkovou genetickou variaci (VG) v širokém smyslu dědičnosti (H2), zatímco pouze aditivní genetická variace (VA) se používá pro dědičnost v úzkém smyslu (h2), často jednoduše nazývaná dědičnost. Posledně jmenovaná naznačuje, jak bude znak reagovat na přirozený nebo umělý výběr.

Doporučujeme:  Srovnávací výzkum

Podobnost mezi příbuznými

Ústředním bodem při odhadu odchylek u jednotlivých složek je princip příbuznosti. Dítě má otce a matku. Dítě a otec tedy sdílejí 50% svých genů, stejně jako dítě a matka. Matka a otec však obvykle geny nesdílejí v důsledku společných předků. Podobně dva plnoprávní sourozenci sdílejí také v průměru 50% genů mezi sebou, zatímco polovina sourozenců sdílí pouze 25% genů. Tuto odchylku příbuznosti lze použít k odhadu, jaký podíl na celkové fenotypové odchylce (VP) je vysvětlen výše uvedenými složkami.

Přestože některé geny mají vliv pouze na jeden znak, mnoho genů má vliv na různé znaky. Kvůli tomu bude mít změna jednoho genu vliv na všechny tyto znaky. To se vypočítá pomocí kovariancí a fenotypová kovariance (CovP) mezi dvěma znaky může být rozdělena stejným způsobem jako výše popsané odchylky. Genetická korelace se vypočítá vydělením kovariance mezi oběma znaky druhou odmocninou součinu odchylek pro oba znaky: