Генетический груз

«Генетический груз» — термин, чаще всего используемый для обозначения суммы неблагоприятных летальных и сублетальных мутаций в генофонде популяции. Концепция была предложена английским популяционным генетиком Джоном Холдейном (1937).

Определения

Генетический груз — накопление летальных и сублетальных отрицательных мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние выраженное снижение жизнеспособности особей, или их гибель.

«Вырождение» — наблюдаемое при близкородственном скрещивании ухудшение фенотипических характеристик потомства.

В более строгом смысле генетический груз в популяционной генетике — это выражение уменьшения селективной ценности для популяции по сравнению с той, которую имела бы популяция, если бы все индивидуальные организмы соответствовали бы наиболее благоприятному генотипу. Обычно выражается в средней приспособленности по сравнению с максимальной приспособленностью.

Частью генетического груза является мутационный груз.

Генетический груз рассматривается как мера неприспособленности популяции к условиям окружающей среды. Он оценивается по различию приспособленности реальной популяции — по отношению к приспособленности воображаемой, максимально приспособленной популяции.

Значение генетического груза обычно находится в интервале 0 < L < 1, где 0 — отсутствие генетического груза.

Математическое описание

Рассмотрим ген с аллелями [math]\displaystyle{ \mathbf{A} _1 \dots \mathbf{A} _n }[/math], которые имеют среднюю приспособленность [math]\displaystyle{ w_1 \dots w_n }[/math] и частоту аллелей [math]\displaystyle{ p_1 \dots p_n }[/math], соответственно. Если мы не учитываем зависящую от частоты аллелей приспособленность, генетический груз ([math]\displaystyle{ L }[/math]) может быть рассчитан по формуле:

[math]\displaystyle{ L = {{w_\max - \bar w}\over w_\max}~~~~~~~~~~(1) }[/math]

где [math]\displaystyle{ w_\max }[/math] — максимальная величина приспособленности [math]\displaystyle{ w_1 \dots w_n }[/math] и [math]\displaystyle{ \bar w }[/math] — средняя приспособленность, которая рассчитывается как среднее из всех приспособленностей, умноженных на частоту соответствующего аллеля

[math]\displaystyle{ \bar w = {\sum_{i=1}^n {p_i w_i}} ~~~~~~~~~~(2) }[/math]

где [math]\displaystyle{ i^\mathrm{th} }[/math] аллель -[math]\displaystyle{ \mathbf{A}_i }[/math] и характеризуется частотой и приспособленностью [math]\displaystyle{ w_i }[/math] и [math]\displaystyle{ p_i }[/math], соответственно.

Если [math]\displaystyle{ w_\max = 1 }[/math], то (1) упрощается до

[math]\displaystyle{ L = 1 - \bar w. ~~~~~~~~~~(3) }[/math]

Примеры

Примерами генетического груза в человеческих популяциях являются аллели мутантных форм гемоглобина — Гемоглобина С и Гемоглобина S.

Литература

• JBS Haldane (1957). «The cost of natural selection». Journal of Genetics 55: 511—524.
• JF Crow (1958). «Some possibilities for measuring selection intensities in man». Hum. Biol 30: 1-13.
• Жигачев А. И. и др. К вопросу о структуре генетического груза у кошек / Сб. науч. тр. С.-Петерб. акад. ветеринар. медицины. 2000. N 132. — С. 43. ISSN 0135-3195

См. также

• Евгеника
• Инцест
• Инбридинг
• Редукция предков

Ссылки

• Вяч. Игрунов Медицина как источник генетического груза 1980 (полный текст)
• Вяч. Игрунов комментарий к статье, 2001
• С. П. Князев, Е. М. Козлов, А. А. Савельев Анализ генетического груза наследственных аномалий в новосибирском поголовье французских бульдогов