Генетички дрифт

Генетички дрифт (алелски дрифт или Сивол Рајтов ефекат) је промена у учесталости постојеће варијанте гена (алела) у популацији услед случајног узорковања организама. Алели у потомству су узорак оних код родитеља, а случај има улогу у одређивању да ли јединка преживи и репродукује се. Фреквенција алела популације је део копија једног гена који деле одређени облик.

Ако се од једне велике популације издвоји мања група јединки и оформи нову популацију, она не мора бити иста већ се чак може веома разликовати од матичне популације. У тако малобројној популацији су ефекти генетичког дрифта најизраженији. Илустративан пример за хумане популације је учесталост крвних група код Индијанаца у Северној Америци. Већина тих Индијанаца има крвну групу О, али једна изолована група услед генетичког дрифта има најучесталију крвну групу А. Ова учесталост је већа не само у поређењу са осталим северноамеричким Индијанцима него је већа и од учесталости у било којој хуманој популацији.

Генетски дрифт може довести до потпуног нестанка варијанти гена и на тај начин смањити генетске варијације. Он такође може проузроковати да у почетку ретки алели постану много чешћи, па чак и фиксирани.

Када постоји неколико копија алела, ефекат генетског померања је већи, а када постоји много копија, ефекат је мањи. Средином 20. века водиле су се жестоке дебате о релативном значају природне селекције у односу на неутралне процесе, укључујући генетски дрифт. Роналд Фишер, који је објаснио природну селекцију користећи Менделову генетику, сматрао је да генетски дрифт игра у најмању руку мању улогу у еволуцији, и то је остало доминантно гледиште неколико деценија. Године 1968, популациони генетичар Мото Кимура поново је покренуо дебату својом неутралном теоријом молекуларне еволуције, која тврди да је већина случајева у којима се генетска промена шири кроз популацију (иако не нужно промене у фенотиповима) узрокована генетским дрифтом који делује на неутралне мутације. Деведесетих година прошлог века предложена је конструктивна неутрална еволуција која настоји да објасни како комплексни системи настају кроз неутралне транзиције.

Аналогија са кликерима у тегли

Процес генетског померања може се илустровати коришћењем 20 кликера у тегли да би се представило 20 организама у популацији. Размотрите ову теглу с кликерима као почетну популацију. Половина кликера у тегли је црвена, а половина плава, при чему свака боја одговара различитом алелу једног гена у популацији. У свакој новој генерацији, организми се насумично размножавају. Да бисте представили ову репродукцију, насумично изаберите кликер из оригиналне тегле и ставите нови кликер исте боје у нову теглу. Ово је „потомак” оригиналног кликера, што значи да оригинални кликер остаје у својој тегли. Овај процес се понавља све док се у другој тегли не нађе 20 нових кликера. Друга тегла ће сада садржати 20 „потомака” или кликера разних боја. Осим ако друга тегла не садржи тачно 10 црвених кликера и 10 плавих кликера, дошло је до насумичне промене у фреквенцијама алела.

Ако се овај процес понови неколико пута, број црвених и плавих кликера који су изабрани за сваку генерацију варира. Понекад тегла има више црвених кликера од „родитељске” тегле, а понекад више плавих. Ова флуктуација је аналогна генетском дрифту – промена у фреквенцији алела популације која је резултат насумичне варијације у дистрибуцији алела из једне генерације у другу.

У било којој генерацији, може доћи до тога се не може изабрати кликер одређене боје, што значи да немају потомство. У овом примеру, ако није изабран ниједан црвени кликер, тегла која представља нову генерацију садржи само плаво потомство. Ако се то догоди, црвени алел је трајно изгубљен у популацији, док је преостали плави алел постао фиксиран; све будуће генерације су потпуно плаве. У малим популацијама, фиксација се може десити за само неколико генерација.

У овој симулацији, свака црна тачка на кликеру означава да је изабран за копирање (репродукцију) једном. фиксација у плавом „алелу” се дешава у року од пет генерација.

Литература

• Думановић, Ј, маринковић, Д, Денић, М: Генетички речник, Београд, 1985.
• Косановић, М, Диклић, В: Одабрана поглавља из хумане генетике, Београд, 1986.
• Маринковић, Д, Туцић, Н, Кекић, В: Генетика, Научна књига, Београд
• Prentis S: Биотехнологија, Школска књига, Загреб, 1991.
• Ридли, М: Геном - аутобиографија врсте у 23 поглавља, Плато, Београд, 2001.
• Туцић, Н, Матић, Гордана: О генима и људима, Центар за примењену психологију, Београд, 2002.
• Швоб, Т. и срадници: Основи опће и хумане генетике, Школска књига, Загреб, 1990.
• Avers, Charlotte J. (1989). Process and Pattern in Evolution. New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-505275-7. LCCN 88005368. OCLC 17677554. 
• Barton, Nicholas H.; Briggs, Derek E.G.; Eisen, Jonathan A.; Goldstein, David B.; Patel, Nipam H. (2007). Evolution. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-684-9. LCCN 2007010767. OCLC 86090399. 
• Campbell, Neil A. (1996). Biology. Benjamin/Cummings Series in the Life Sciences (4th изд.). Menlo Park, CA: Benjamin/Cummings Pub. Co. ISBN 0-8053-1940-9. LCCN 95045572. OCLC 33333455. 
• Cavalli-Sforza, L. Luca; Menozzi, Paolo; Piazza, Alberto (1996). The History and Geography of Human Genes (Abridged paperback изд.). Princeton, N.J.: Princeton University Press. ISBN 0-691-02905-9. OCLC 35527063. 
• Ewens, Warren J. (2004). Mathematical Population Genetics I. Theoretical Introduction. Interdisciplinary Applied Mathematics. 27 (2nd изд.). New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-20191-2. LCCN 2003065728. OCLC 53231891. 
• Freeman, Scott; Herron, Jon C. (2007). Evolutionary Analysis (4th изд.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-227584-2. LCCN 2006034384. OCLC 73502978. 
• Futuyma, Douglas (1998). Evolutionary Biology (3rd изд.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-189-9. LCCN 97037947. OCLC 37560100. 
• Golding, Brian, ур. (1994). Non-Neutral Evolution: Theories and Molecular Data. New York: Chapman & Hall. ISBN 0-412-05391-8. LCCN 93047006. OCLC 29638235.  "Papers from a workshop sponsored by the Canadian Institute for Advanced Research."
• Hartl, Daniel L.; Clark, Andrew G. (2007). Principles of Population Genetics (4th изд.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-308-2. LCCN 2006036153. OCLC 75087956. 
• Hedrick, Philip W. (2005). Genetics of Populations (3rd изд.). Boston, MA: Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-4772-6. LCCN 2004056666. OCLC 56194719. 
• Hey, Jody; Fitch, Walter M.; Ayala, Francisco J., ур. (2005). Systematics and the Origin of Species: On Ernst Mayr's 100th Anniversary. Washington, D.C.: National Academies Press. ISBN 978-0-309-09536-5. LCCN 2005017917. OCLC 70745851. 
• Howard, Daniel J.; Berlocher, Steward H., ур. (1998). Endless Forms: Species and Speciation. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-510901-6. LCCN 97031461. OCLC 37545522. 
• Kimura, Motoo; Ohta, Tomoko (1971). Theoretical Aspects of Population Genetics. Monographs in Population Biology. 4. Princeton, NJ: Princeton University Press. стр. 1—219. ISBN 0-691-08096-8. LCCN 75155963. OCLC 299867647. PMID 5162676. 
• Larson, Edward J. (2004). Evolution: The Remarkable History of a Scientific Theory. Modern Library Chronicles. 17. New York: Modern Library. ISBN 0-679-64288-9. LCCN 2003064888. OCLC 53483597. 
• Li, Wen-Hsiung; Graur, Dan (1991). Fundamentals of Molecular Evolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0-87893-452-9. LCCN 90043581. OCLC 22113526. 
• Lynch, Michael (2007). The Origins of Genome Architecture. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 978-0-87893-484-3. LCCN 2007000012. OCLC 77574049. 
• Miller, Geoffrey (2000). The Mating Mind: How Sexual Choice Shaped the Evolution of Human Nature. New York: Doubleday. ISBN 0-385-49516-1. LCCN 00022673. OCLC 43648482. 
• Sadava, David; Heller, H. Craig; Orians, Gordon H.; Purves, William K.; Hillis, David M. (2008). Life: The Science of Biology. II: Evolution, Diversity and Ecology (8th изд.). Sunderland, MA; Gordonsville, VA: Sinauer Associates; W. H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-7674-1. LCCN 2006031320. OCLC 71632224. 
• Stevenson, Joan C. (1991). Dictionary of Concepts in Physical Anthropology. Reference Sources for the Social Sciences and Humanities. 10. Westport, CT: Greenwood Press. ISBN 0-313-24756-0. LCCN 90022815. OCLC 22732327. 
• Tian, Jianjun Paul (2008). Evolution Algebras and their Applications. Lecture Notes in Mathematics. 1921. Berlin; New York: Springer. ISBN 978-3-540-74283-8. LCCN 2007933498. OCLC 173807298. Zbl 1136.17001. doi:10.1007/978-3-540-74284-5. 
• Wolf, Jason B.; Brodie, Edmund D.; Wade, Michael J., ур. (2000). Epistasis and the Evolutionary Process. Oxford, UK; New York: Oxford University Press. ISBN 0-19-512806-0. LCCN 99046515. OCLC 42603105. 
• Zimmer, Carl (2001). Evolution: The Triumph of an Idea. Introduction by Stephen Jay Gould; foreword by Richard Hutton (1st изд.). New York: HarperCollins. ISBN 0-06-019906-7. LCCN 2001024077. OCLC 46359440. 

Спољашње везе

• Sheehy, Bob. „Population genetics simulation program”. Radford, VA: Radford University. Приступљено 2015-12-21. 
• Grimes, Bill. „Genetic Drift Simulation”. Tucson, Arizona: The University of Arizona. Приступљено 2016-08-25.