Quantitative Genetik ist die Studie unaufhörlich gemessener Charakterzüge (wie Höhe oder Gewicht) und ihre Mechanismen. Es kann eine Erweiterung des einfachen Mendelschen Erbes sein, in dem die vereinigten Effekten von einem oder mehr Genen und den Umgebungen in der sie ausgedrückt werden, verursachen dauernden Vertrieb von Phenotypic-Werten.

Geschichte

Das Feld, wurde in Entwicklungsbegriffen, von den Schöpfern der modernen Synthese, R.A. Fisher, Sewall Wright und J. B. S. Haldane gegründet und hat zum Ziel gehabt, die Antwort auf die Auswahl gegeben Daten auf dem Phänotyp und den Beziehungen von Personen vorauszusagen.

Analyse von Quantitativen Geometrischen Charakterzug-Orten oder QTL, ist eine neuere Hinzufügung zur Studie der quantitativen Genetik. Ein QTL ist ein Gebiet im Genom, das den Charakterzug oder die Charakterzüge von Interesse betrifft. Quantitative Charakterzug-Annäherungen der geometrischen Orte verlangen genauen phenotypic, Stammbaum und genotypische Daten von einer Vielzahl von Personen.

Kernprinzipien

Der Phenotypic-Wert (P) einer Person ist die vereinigte Wirkung des genotypischen Werts (G) und die Umweltabweichung (E):

:P = G + E

Der genotypische Wert ist die vereinigte Wirkung aller genetischen Effekten, einschließlich Kerngene, mitochondrial Gene und Wechselwirkungen zwischen den Genen. Es ist lohnend zu bemerken, dass die Mathematik mit der Genetik verbunden ist: Für den der Schriftsatz im Anschluss an die Revision nützlich sein kann. In diploid Organismen wird ein Kern-Gen zweimal im Genotypen, einem zur Verfügung gestellten von jedem Elternteil während der sexuellen Fortpflanzung vertreten. Jedes Gen wird an einem besonderen Platz (ein geometrischer Ort) auf homologen Chromosomen, ein von jedem Elternteil gelegen. Funktionelle Formen werden Allele genannt. Wenn beide Allele an einem Gen dieselbe phenotypic Wirkung haben, ist das Gen homozygous: Wenn jedes Allel an einem Gen verschieden ist, ist das Gen heterozygous. Der Durchschnitt phenotypic Ergebnis kann durch die Überlegenheit und dadurch betroffen werden, wie Gene mit Genen an anderen geometrischen Orten ("epistasis") aufeinander wirken. Der Gründer der Quantitativen Genetik - Herr Ronald Fisher - hat all diesen wahrgenommen, als er die erste Mathematik dieses Zweigs der Genetik vorgeschlagen hat. [Fisher R.A. (1930). Die Genetische Theorie der Zuchtwahl. Oxford Clarendon Press]. Er hat sich bemüht, eine einzelne statistische Zusammenfassung der ganzen Abweichung zu definieren, die aus der Phenotypic-Änderung während des Kurses der genetischen Zusammenstellung und Abtrennung entsteht, die er genetische Abweichung genannt hat. ("Restliche") vertretene Zusammenstellung seiner restlichen genotypischen Abweichung, die zu Phenotypic-Änderung nicht geführt hat. Diese Spezifizierungen sind die Unterteilungen des Zusatzes (A) und Überlegenheit (D) Abweichungen geworden.

Die Umweltabweichung ist viel mehr aufrichtig. Das kann in einen reinen Umweltbestandteil (E) und einen Wechselwirkungsbestandteil (I) das Beschreiben der Genumgebungswechselwirkung unterteilt werden. Das gesamte "einzelne Gen" Modell kann als geschrieben werden:

:P = + d + E + ich.

Die Vergrößerung des Modells zu vielfachen Genen (geometrische Orte) wird hinreichend noch immer nicht aufgelöst, und bis das gelöst wird, ist es nicht möglich, für epistasis verantwortlich zu sein. Das Problem wird zurzeit angepackt.

Der Beitrag jener Bestandteile kann in einer einzelnen Person nicht bestimmt werden, aber sie können für ganze Bevölkerungen durch das Schätzen der Abweichungen für jene Bestandteile, angezeigt als geschätzt werden:

:V = V + V + V + V

Der heritability eines Charakterzugs ist das Verhältnis der Summe (d. h. phenotypic) Abweichung (V), der durch die genotypische Gesamtabweichung (V) erklärt wird. Das ist auch als der "weite Sinn" heritability (H) bekannt. Wenn nur Zusätzliche genetische Abweichung (V) im Zähler verwendet wird, ist der heritability "engerer Sinn" (h). Der broadsense heritability zeigt den genotypischen Entschluss vom Phänotyp an: während die letzten Schätzungen der Grad von assortative disequlibrium im Charakterzug. Fisher hat vorgeschlagen, dass dieser engere Sinn heritability im Betrachten der Ergebnisse der Zuchtwahl passend sein könnte, sich konzentrierend, wie es auf dem Ungleichgewicht tut: Und es ist verwendet worden, auch für die Ergebnisse der künstlichen Auswahl vorauszusagen.

Ähnlichkeit zwischen Verwandten

Zentral im Schätzen der Abweichungen für die verschiedenen Bestandteile ist der Grundsatz der Zusammenhängendkeit. Ein Kind hat einen Vater und eine Mutter. Folglich teilen das Kind und der Vater 50 % ihrer Allele, wie das Kind und die Mutter tun. Jedoch teilen die Mutter und der Vater normalerweise Allele infolge geteilter Vorfahren nicht. Ähnlich teilen sich zwei volle Geschwister auch auf durchschnittlichen 50 % der Allele mit einander, während Hälfte von Geschwister nur 25 % ihrer Allele teilt. Diese Schwankung in der Zusammenhängendkeit kann verwendet werden, um zu schätzen, welches Verhältnis der phenotypic Gesamtabweichung (V) durch die oben erwähnten Bestandteile erklärt wird.

Der Grundsatz der Beziehung (R) ist zum Verstehen der Ähnlichkeiten innerhalb von Familien zentral und kann nützlich sein, wenn er Inzucht berechnet. Beziehung hat zwei Definitionen, die angewandt werden können:

- Der wahrscheinliche Teil von Genen, die dasselbe für zwei Personen wegen der allgemeinen Herkunft sind, die diese der Grundbevölkerung übertrifft

- Beziehung des Zusatzes/Zählers: Der Beziehungskoeffizient (Rxy ¬) = zweimal die Wahrscheinlichkeit von zwei Genen an geometrischen Orten in verschiedenen Personen, die durch den Abstieg identisch sind. Werte von Rxy können sich von 0 bis 2 erstrecken.

Beziehung kann auf mehrere Weisen berechnet werden; von den bekannten Beziehungen der Person, von Klammer-Stammbäumen, und aus Zuchtpfad-Diagrammen.

Das Rechnen der Beziehung von bekannten Beziehungen

• Zeichen: Wenn der gemeinsame Ahne angeboren ist, multiplizieren Sie die Beziehung mit (1+inbreeding Koeffizient)

Das Rechnen der Beziehung von Klammer-Stammbäumen

Die Zahl von allgemeinen Allelen wird mit jeder Generation halbiert. Sieh den beigefügten Stammbaum für ein Beispiel.

RXA =.5

RXC =.25

RBE =.5

RAB = 0 (keine gemeinsamen Ahnen in diesem Stammbaum)

Das Rechnen der Beziehung aus Pfad-Diagrammen

RXY = Σ (. 5) n (1+FCA)

n = Zahl von Abtrennungen zwischen X und Y durch ihren gemeinsamen Ahnen

FCA = der Inzucht-Koeffizient des gemeinsamen Ahnen

Beispiel: das Rechnen RAE und RBE

Zeichen: Gültige Pfade gehen nur Vorfahren durch (nur gehen gegen die Richtung des Pfeils). Zum Beispiel, um die Beziehung von A und B, dem Pfad zu berechnen, würde A-D-B annehmbar sein, wohingegen der Pfad A-X-B nicht sein würde. Der Grund dahinter besteht darin, dass Nachkommenschaft zu haben, zusammen zwei Personen verwandt nicht macht.

RAB: Es gibt zwei mögliche Pfade von bis E.

EIN D F E = (1/2) 3 =.125

A-D-E = (1/2) 2 =.25

Ganz:.375

RBE: Es gibt vier mögliche Pfade von B bis E.

B-D-E = (1/2) 2 =.25

B D F E = (1/2) 3 =.125

B C D E = (1/2) 3 =.125

B C D F E = (1/2) 4 =.0625

Ganz:.5625

Allel-Frequenz

Das Rechnen der Allel-Frequenz mit der Zähen-Weinberg Gleichung

Die Frequenz eines Genotypen ist das Verhältnis der Bevölkerung mit diesem Genotypen. Es gibt einige Bedingungen, für die Zähe-Weinberg Gleichung zu verwenden: Die Bevölkerung muss groß sein, Paarung muss zufällig sein, und die Genfrequenz muss dasselbe entweder Mann oder Frau sein. Wenn diese Bedingungen entsprochen werden, kann die Zähe-Weinberg Gleichung verwendet werden, um genaue Frequenz zu berechnen.

Als ein Beispiel, lassen Sie "A" das dominierende Allel vertreten, und "a" vertreten das rückläufige Allel. Die Frequenz von "A" ist "p", und die Frequenz von "a" ist "q". Stellen Sie diese in die Zähe-Weinberg Gleichung, um zu rechnen.

Genotyp: AA, Aa, aa

Frequenz: p^2 + 2pq + q^2 = 1

Die Gleichung kann ausgebreitet werden, um mehr als zwei Allele durch die Erweiterung (p+q + … + z) ^2 einzuschließen

Das Rechnen der Allel-Frequenz eines geschlechtsgebundenen Charakterzugs

Bevölkerungsallel-Frequenzen können entweder vom heterogametic oder von homogametic Geschlecht berechnet werden. Das Rechnen vom homogametic Geschlecht verlangt Gebrauch der Zähen-Weinberg Gleichung. In heterogametic Fällen sind die Frequenzen wie folgt (wo E/e das auf dem X Chromosom verbundene Gen vertritt:

f (X^EY) = p

f (X^eY) = q

Kräfte diese Änderungsgenfrequenz

Im Feld der Tierproduktion kann Allel-Frequenz mit der Auswahl modifiziert werden. Während künstliche Auswahl in Menschen nicht geübt wird, ist es ein äußerst einflussreicher Faktor im wachsenden Feld der Produktion, und als solcher, ist in diesen Artikel eingeschlossen worden. Ein häufiger Irrtum im Tier, Staaten gebärend, dass Inzucht Allel-Frequenz ändern wird; Allel-Frequenz ändert sich nicht, aber Heterozygosity-Abnahmen, zu mehr homozygous rückläufigen Genotypen und deshalb mehr Ausdruck des rückläufigen Phänotyps führend.

Zuchtwahl wurde von Darwin ursprünglich vorgeschlagen und bedeutet, dass einige Genotypen eine höhere Wahrscheinlichkeit des Überlebens und Reproduzierens wegen des anpasset an ihre besondere Umgebung haben. Künstliche Auswahl wird verwendet, um Rassestandarde festzulegen, und wird sowohl in der auswählenden Fortpflanzung als auch in der Wanderung gesehen (genetisches Material von der Außenseite der Bevölkerung, solcher als durch das Verwenden künstlicher Befruchtung erwerbend). Gelegentlich können Veränderungen Gene modifizieren, aber viele Veränderungen sind entweder still oder tödlich.

Die Prüfung für Transportunternehmen von rückläufigen Allelen

In der Tierproduktion wird Nachkommenschaft-Prüfung oft verwendet, um zu bestimmen, ob ein Vater ein rückläufiges Transportunternehmen ist oder nicht. Der Vater kann zu bekanntem homozygous recessives, bekannten Transportunternehmen, einer Bevölkerung mit einer bekannten Frequenz oder seinen eigenen Töchtern verbunden werden. Die Genauigkeit hängt von der Zahl von Paarungen ab; der folgende Tisch illustriert die Genauigkeit mit einer Paarung (q vertritt die Frequenz des rückläufigen Allels).

Als die Zahl der Nachkommenschaft zunimmt, tut die Genauigkeit ebenso. Wenn er sich zu homozygous fortpflanzt, hat recessives die höchste Genauigkeit mit dem niedrigsten Betrag der Nachkommenschaft (zehn gegen 25 für heterozygotes und mehr als 35 für Töchter).

Heritability und Wiederholbarkeit

Heritability im weiten Sinn (H^2) misst den genetischen Gesamteinfluss auf den Phänotyp. Es zieht zusätzliche Genetik, Überlegenheit und epistatic genetische Effekten in Betracht. Das spezifischere Maß von heritability (h^2) ist allgemein in der Produktion nützlicher, weil nur zusätzliche Effekten von einer Generation zum folgenden passiert werden, und h^2 das durchschnittliche Verhältnis von Unterschieden wegen der zusätzlichen Genetik vertritt. Die Quadratwurzel von h^2 kommt der Korrelation zwischen zusätzlichem Genotypen und ausgedrücktem Phänotyp gleich. Niedriger heritability führt zu höherem Umwelteinfluss, während hoher heritability zu schnellerem genetischem Fortschritt führen kann. Gewöhnlich ist heritability von Fortpflanzungscharakterzügen niedrig, Krankheitswiderstand und Produktion sind gemäßigt niedrig, um sich zu mäßigen, und Angleichung ist hoch.

Heritability kann durch die Einnahme der Abweichung der zusätzlichen Genetik und das Teilen davon durch die Abweichung des Phänotyps berechnet werden.

h^2 = σ^2a/σ^2p

σ^2p ist die Summe der Abweichungen der zusätzlichen Genetik, Überlegenheit, epistasis, und Umwelteffekten, und kann auch als σ^2g geschrieben werden.

Repeatability(r) ist das durchschnittliche Verhältnis von Unterschieden, um wahrscheinlich in späteren Aufzeichnungen wiederholt zu werden. Dieser Wert kann nur für Charakterzüge bestimmt werden, die mehrmals in einer Lebenszeit eines Tieres erscheinen; Geburtsgewicht, würde und so weiter keinen Wiederholbarkeitswert haben. Allgemein zeigt Wiederholbarkeit das obere Niveau des heritability an. Wiederholbarkeit wird durch die Einnahme der Summe der genetischen Abweichung (σ^2g) und dauerhaften Umgebungsabweichung, und das Teilen durch die phenotypic Abweichung berechnet.

r = (σ^2g + σ^2pe)/σ^2p

Aufeinander bezogene Charakterzüge

Obwohl einige Gene nur eine Wirkung auf einen einzelnen Charakterzug haben, haben viele Gene eine Wirkung auf verschiedene Charakterzüge. Wegen dessen wird eine Änderung in einem einzelnen Gen eine Wirkung auf alle jene Charakterzüge haben. Das wird mit Kovarianzen berechnet, und die phenotypic Kovarianz (Cov) zwischen zwei Charakterzügen kann ebenso als die Abweichungen verteilt werden, die oben beschrieben sind. Die genetische Korrelation wird durch das Teilen der Kovarianz zwischen den zusätzlichen genetischen Effekten von zwei Charakterzügen durch die Quadratwurzel des Produktes der Abweichungen für die zusätzlichen genetischen Effekten der zwei Charakterzüge berechnet:

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Siehe auch

• Künstliche Auswahl
• Verhaltensgenetik
• Diallel durchqueren
• Die ausfallende Formel von Ewens
• Experimentelle Evolution
• Genetische Entfernung
• Heritability
• Bevölkerungsgenetik, gebaut auf einigen derselben Grundsätze wie quantitative Genetik
• Auswählende Fortpflanzung
• Seykora, Tony. Tierwissenschaft 3221 Tierfortpflanzung. Technologie. Minneapolis: Universität Minnesotas, 2011. Druck.
• Falkner, D. S. & Mackay TFC (1996). Einführung in die Quantitative Genetik. Die vierte Ausgabe. Addison Wesley Longman, Harlow, Essex, das Vereinigte Königreich.
• Roff DA (1997). Quantitative Entwicklungsgenetik. Hausierer & Saal, New York.
• Lynchen Sie M & Walsh B (1998). Genetik und Analyse von quantitativen Charakterzügen. Sinauer, Sunderland, Massachusetts
• Gordon I.L. (2003). Verbesserungen zum Verteilen der angeborenen genotypischen Abweichung. Vererbung 91: 85-89.
• Fisher R.A. (1930). Die Genetical Theorie der Zuchtwahl. Clarendon Press, Oxford, das Vereinigte Königreich.
• Mather K. & Jinks J.L. (1971). Biometrical Genetik. Hausierer & Saal, London.
• Wright S. (1951). Die genetical Struktur von Bevölkerungen. Annalen der Eugenik 15: 323-354.

Links

• Quantitative Genetik-Mittel durch Michael Lynch und Bruce Walsh, einschließlich der zwei Volumina ihres Lehrbuches, Genetik und Analyse von Quantitativen Charakterzügen und Evolution und Auswahl an Quantitativen Charakterzügen.
• Mittel durch Nick Barton u. a. aus dem Lehrbuch, Evolution.