Các khái niệm cơ bản của Di truyền học quần thể 1. Quần thể (population) Trong

Các khái niệm cơ bản của Di truyền học quần thể1. Quần thể (population) Trong tiến hoá, cá thể không được xem là đơn vị thích hợp bởi vì: kiểu gene của một cá thể được giữ nguyên trong quãng đời của nó; hơn nữa, cá thể có tính tạm bợ (dù nó có thể sống tới cả nghìn năm như cây tùng...). Ngược lại, một quần thể thì có tính liên tục qua thời gian và mặt khác, thành phần di truyền của nó có thể thay đổi tiến hoá qua các thế hệ. Sự hình thành các quần...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các khái niệm cơ bản của Di truyền học quần thể 1. Quần thể (population) TrongCác khái niệm cơ bản củaDi truyền học quần thể1. Quần thể (population)Trong tiến hoá, cá thể không được xemlà đơn vị thích hợp bởi vì: kiểu gene củamột cá thể được giữ nguyên trongquãng đời của nó; hơn nữa, cá thể cótính tạm bợ (dù nó có thể sống tới cảnghìn năm như cây tùng...). Ngược lại,một quần thể thì có tính liên tục qua thờigian và mặt khác, thành phần di truyềncủa nó có thể thay đổi tiến hoá qua cácthế hệ. Sự hình thành các quần thể địaphương tại những vùng lãnh thổ khácnhau chính là phương thức thích ứngcủa loài trước tự nhiên. Quần thể vì vậyđược xem là đơn vị tiến hóa cơ sở.Theo A.V.Yablokov (1986), quần thể làmột nhóm các cá thể cùng loài có khảnăng giao phối tự do với nhau, chiếm cứmột khu phân bố xác định và trải quamột khoảng thời gian tiến hoá lâu dài đểhình thành nên một hệ thống di truyềnđộc lập và một ổ sinh thái riêng.Nói ngắn gọn, quần thể là một nhómsinh vật có khả năng giao phối qua lạivà cùng chia xẻ một vốn gene chung(Ridley 1993). Nó còn được gọi là quầnthể Mendel, mà tập hợp lớn nhấtlà loài(species).2. Các hệ thống giao phối (matingsystems)Trên nguyên tắc, cấu trúc di truyền củaquần thể ở thế hệ sau được xác địnhbởi xác suất kết hợp của các giao tử thếhệ trước trong quá trình thụ tinh. Do đó,nó phụ thuộc vào kiểu giao phối của cácbố mẹ. Trong di truyền học quần thể,người ta phân biệt ba kiểu giaophối: Giao phối ngẫu nhiên hay ngẫuphối (random mating haypanmixia), giao phối chọnlựa (assortative mating), và nộiphối (inbreeding).- Ngẫu phối là kiểu giao phối trong đóxảy ra sự bắt cặp ngẫu nhiên giữa cáccá thể đực và cái trong quần thể.Lưu ý rằng định nghĩa quần thể trên đâyđược áp dụng cho các quần thể thuộchệ thống ngẫu phối; chúng chiếm vị trírất quan trọng trong hệ thống các loài vàđược đề cập chủ yếu trong suốt chủ đềnày.- Giao phối chọn lựa là kiểu giao phốitrong đó các cá thể đực và cái khôngbắt cặp ngẫu nhiên mà có sự lựa chọntheo kiểu hình. Có hai trường hợp: (1)Nếu như các cá thể có xu hướng giaophối với các cá thể khác có kiểu hìnhtương tự, thì gọi là giao phối chọn lựadương tính (positive assortative mating);và (2) Nếu như sự lựa chọn ít đượcquan tâm nhưng tần số của các cặpgiao phối vẫn khác xa với tần số củacác cặp ngẫu phối, thì gọi là giao phốikhông lựa chọn (disassortativemating) hay chọn lựa âm tính (negativeassortative mating). Chẳng hạn, ởngười, sự giao phối có lựa chọn xảy rađối với các tính trạng như chiều cao,màu mắt, màu tóc...Vì vậy nó chỉ ảnhhưởng đến các tần số kiểu gene củalocus nào có liên quan đến việc xác địnhkiểu hình được sử dụng trong giao phối.Còn kiểu giao phối không lựa chọn phổbiến trong các hệ thống tự bất dục (self-sterility) ở thực vật.- Nội phối là sự giao phối không ngẫunhiên xảy ra giữa các cá thể có quan hệhọ hàng gần hoặc điển hình là sự tự thụtinh (xem mục IV).3. Vốn gene (gene pool)Vốn gene là tập hợp toàn bộ các alleleở tất cả các gene của mọi cá thể trongquần thể tại một thời điểm xác định.Vốn gene này được sử dụng chung chocác cá thể trong quần thể. Mỗi quần thểđặc trưng bằng một vốn gene nhất địnhvà nó được mô tả bằng tần số các alleleở từng locus.4. Tần số kiểu gene và tần số alleleĐể mô tả thành phần di truyền của mộtquần thể ta cần phải xác định kiểu genecủa các cá thể và số cá thể của mỗikiểu gene. Giả sử trong một quần thểsinh vật lưỡng bội gồm N cá thể, xétmột locus A thuộc nhiễm sắc thểthường (autosome) với hai allele A1 vàA2 có mặt trong các cá thể. Lúc đó sẽ cóba kiểu gene: A1A1, A1A2 và A2A2 với sốlượng tương ứng là N11, N12và N22; (N =N11 + N12 + N22). Nếu ký hiệu P, H và Qlà tần số tương ứng với các kiểu genetrên, ta có:P = N11 / N; H = N12 / N và Q = N22 / N; (P + H + Q = 1)Từ đây ta có thể tính được các tần sốgene hay allele (gene or allelicfrequencies) A1 và A2, với ký hiệu tươngứng là p và q ( p +q =1), như sau:p= = P +1/2 Hq= = Q +1/2 H ( hay q =1-p )Tóm tắt:(1) Vốn gene của một quần thể có N cáthể bao gồm 2N hệ gene đơn bội. Mỗihệ gene gồm tất cả các thông tin ditruyền nhận được từ một cha mẹ. Đốivới mỗi locus autosome, trong vốn genequần thể sẽ có 2N allele.(2) Tần số kiểu hình (phenotypicfrequency) bằng số lượng cá thể củakiểu hình cụ thể chia cho tổng số cá thểcủa quần thể.(3) Tần số kiểu gene (geneotypicfrequency) bằng số lượng cá thể củakiểu gene cụ thể chia cho tổng số cá thểcủa quần thể.(4) Tần số allele (allelic frequency) bằnghai lần số lượng cá thể đồng hợp cộngvới số cá thể dị hợp về allele đó chiacho hai lần tổng số cá thể của quần thể;hay tần số của một allele bằng tần sốkiểu gene đồng hợp cộng với một nửatần số kiểu gene dị hợp về allele đó.Lưu ý: (i) Tổng các tần số kiểu hình,kiểu gene hay allele thuộc một locusnào đó luôn luôn bằng đơn vị; (ii) Tần sốallele hay tần số gene như m ...