ГЕНЕТИКА – Підручник – А.В. Сиволоб – 2008

Інбридинг – схрещування між генетично спорідненими особинами – є одним із порушень панміксії. При цьому також (як і при дрейфі) зростає гомозиготність популяції, але (на відміну від дрейфу) частоти алелів залишаються незмінними.

Розрізняють кілька різновидів такого схрещування залежно від рівня генетичної спорідненості шлюбних партнерів. Сам термін “інбридинг” – розведення “в собі” – прийшов із тваринництва, де ним називали схрещування в межах однієї лінії; типу брат х сестра тощо. Найтіснішим інбридингом є самозапліднення.

Для оцінки сили інбридингу використовують так званий коефіцієнт інбридингу F – імовірність того, що в генотипі особини обидва алелі певного гену будуть ідентичні за походженням. Розглянемо родовід зі схрещуванням типу брат х сестра (рис. 8.8).

Рис. 8.8. Схрещування типу брат х сестра. Інбредна особина Д гомозиготна за алелем а₂, обидві копії якого ідентичні за походженням

Усі учасники цього родоводу – гомозиготи за рецесивним алелем а, усі копії якого в особин А і Б однакові, але потрапили до них від різних предків і мають різне походження. Позначивши їх для зручності номерами, можна простежити їхню долю в потомстві. Особини В та Г мають різні комплекти алелів, але один із них у них спільний (а₂). Саме цей алель міститься в генотипі Д у подвійному екземплярі – це дві копії- репліки одного алеля, що був у генотипі А. Таким чином, Д – гомозигота за алелями, що не тільки однакові, а ще й мають ідентичне походження.

Імовірність того, що А передасть алель а₂ обом нащадкам В і Г дорівнює 1/2 х 1/2 = 1/4. Так само ймовірність того, що В і Г одночасно передадуть цей алель нащадку Д становить 1/2 х 1/2 = 1/4. Загальна ймовірність того, що до Д від А потраплять два екземпляри а2, дорівнює (1/2) 4 = 1/16. Оскільки в даному родоводі будь-який із чотирьох варіантів алеля а може потрапити до Д у подвійному екземплярі, імовірність того, що Д буде гомозиготою за алелями, ідентичними за походженням, становитиме F = 4 х (1/2) 4 = 1/4.

При самозаплідненні F = 1/2: це означає, що частка гетерозигот у кожному наступному поколінні буде вдвічі меншою, ніж у попередньому, а через t поколінь частка гетерозигот становитиме (1/2) ( .

У загальному вигляді при інбридингу частка гомозигот буде зростати за рахунок гетерозигот:

Значення F може змінюватись від 0 до 1. Якщо в останню формулу підставити F = 0, одержимо рівняння Харді – Вайнберга для панміктичних популяцій p 2 + 2pq + q 2 = 1. Значення F = 1 означає повну відсутність гетерозигот у популяції, а частота генотипів АА та аа дорівнюватиме частотам алелів А та а відповідно.

До такого стану популяція може дійти протягом певної кількості поколінь – чим тіснішим є інбридинг, тим швидше. При цьому частоти алелів залишаться незмінними. Отже, основний наслідок інбридингу для структури популяції полягає в тому, що зростає частка гомозигот. Відповідно, зростає ймовірність гомозиготності рецесивних (у тому числі летальних або таких, що викликають захворювання) алелів – відбувається так звана інбредна депресія.

Проте деякі види тварин і рослин, які розмножуються шляхом самозапліднення, є цілком життєздатними. Якщо популяція піддається інбридингу протягом багатьох генерацій, “шкідливі” рецесивні алелі видаляються з неї завдяки добору (про який ітиметься нижче), тобто популяція стає гомозиготною за “корисними” алелями. У такий спосіб інбридинг часто використовують у селекційній роботі з метою отримання рослин і тварин із бажаними ознаками.

Оскільки інбридинг (у разі відсутності добору) не змінює частоти алелів, для оцінки генетичної варіабельності інбредної популяції часто використовують очікувану гетерозиготність – частку особин, які були б гетерозиготами за рівнянням Харді – Вайнберга (2pq для двоалельного локусу). Так, для самозапильних рослин реальна гетерозиготність може бути дуже низькою, але популяція може характеризуватися досить значною генетичною варіабельністю, мірою якої й буде слугувати очікувана гетерозиготність. Зазвичай очікувану гетерозиготність усереднюють для кількох досліджених локусів.

Биологическая библиотека – материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

Інбридинг: визначення та генетичні ефекти

Інбридинг – це процес спаровування генетично схожих організмів. У людей це пов’язано з кровною спорідненістю та інцестом , коли близькі родичі мають сексуальні стосунки та мають дітей. Інбридинг порушує сучасні соціальні норми, але досить поширений серед тварин і рослин. Хоча інбридинг загалом вважається негативним, він також має певні позитивні наслідки.

Ключові висновки

• Інбридинг відбувається, коли два близькоспоріднених організми спаровуються один з одним і дають потомство.
• Двома основними негативними наслідками інбридингу є підвищений ризик виникнення небажаних генів і зменшення генетичного різноманіття.
• Дім Габсбургів може бути найкращим прикладом впливу інбридингу на людей.

Генетичні наслідки інбридингу

Коли два близькоспоріднених організми спаровуються, їхні нащадки мають вищий рівень гомозиготності : іншими словами, збільшується ймовірність того, що нащадки отримають ідентичні алелі від матері та батька. Навпаки, гетерозиготність виникає, коли потомство отримує різні алелі. Домінантні ознаки виражаються, коли присутня лише одна копія алеля, тоді як рецесивні ознаки вимагають двох копій алеля.

Гомозиготність зростає з наступними поколіннями, тому рецесивні риси, які інакше могли б бути замаскованими, можуть почати з’являтися в результаті повторного інбридингу. Одним з негативних наслідків інбридингу є те, що він підвищує ймовірність прояву небажаних рецесивних ознак. Однак ризик прояву генетичного захворювання, наприклад, не дуже високий, якщо інбридинг не триває протягом кількох поколінь.

Іншим негативним ефектом інбридингу є зменшення генетичної різноманітності. Різноманітність допомагає організмам переживати зміни в навколишньому середовищі та адаптуватися з часом. Інбредні організми можуть страждати від так званого зниження біологічної придатності .

Вчені також визначили потенційні позитивні наслідки інбридингу. Селекційне розведення тварин призвело до появи нових порід домашніх тварин, генетично пристосованих до конкретних завдань. Його можна використовувати для збереження певних ознак, які можуть бути втрачені внаслідок ауткросингу. Позитивні наслідки інбридингу менш добре вивчені на людях, але в дослідженні ісландських пар вчені виявили, що шлюби між троюрідними братами та сестрами призводять до більшої кількості дітей, ніж шлюби між абсолютно не пов’язаними парами.

Порушення від інбридингу

Ризик розвитку у дитини аутосомно-рецесивного захворювання зростає при інбридингу. Носії рецесивного розладу можуть не знати, що вони володіють мутованим геном, оскільки для експресії гена необхідні дві копії рецесивного алеля. З іншого боку, аутосомно-домінантні розлади спостерігаються у батьків, але можуть бути усунені шляхом інбридингу, якщо батьки несуть нормальний ген. Приклади дефектів, які спостерігаються під час інбридингу, включають:

• Знижена фертильність
• Знижена народжуваність
• Вища смертність немовлят і дітей
• Менший дорослий розмір
• Знижена імунна функція
• Підвищений ризик серцево-судинних захворювань
• Підвищена асиметрія обличчя
• Підвищений ризик генетичних захворювань

Прикладами специфічних генетичних розладів, пов’язаних із інбридингом, є шизофренія, вади розвитку кінцівок, сліпота, вроджені вади серця та неонатальний діабет.

Дім Габсбургів може бути найкращим прикладом впливу інбридингу на людей. Іспанська династія Габсбургів проіснувала шість століть, в основному від кровноспоріднених шлюбів . Останній правитель роду, Карл II Іспанський, мав низку фізичних проблем і не зміг народити спадкоємця. Експерти вважають, що інбридинг призведе до вимирання королівської лінії .

Інбридинг тварин

Послідовне інбридинг тварин використовувалося для створення «чистих» ліній для наукових досліджень. Експерименти, проведені на цих предметах, є цінними, оскільки генетичні варіації не можуть спотворити результати.

У домашніх тварин інбридинг часто призводить до компромісу, коли бажана риса посилюється за рахунок іншої. Наприклад, інбридинг голштинської молочної худоби призвів до збільшення виробництва молока, але корів важче розводити.

Багато диких тварин природно уникають інбридингу, але є винятки. Наприклад, смугасті самки мангуста часто спаровуються з братами і сестрами чоловічої статі або своїм батьком. Самки плодової мушки воліють спаровуватися зі своїми братами. Самець кліща Adactylidium завжди спаровується зі своїми дочками. У деяких видів переваги інбридингу можуть переважати ризики.

Джерела

• Гріффітс AJ, Міллер JH, Suzuki DT, Lewontin RC, Gelbart WM (1999). Введення в генетичний аналіз . Нью-Йорк: WH Freeman. С. 726–727. ISBN 0-7167-3771-X.
• Ліберман Д., Тубі Дж., Космідес Л. (квітень 2003 р.). « Чи має мораль біологічну основу? Емпірична перевірка факторів, що керують моральними почуттями щодо інцесту ». Праці. Біологічні науки . 270 (1517): 819–26. doi:10.1098/rspb.2002.2290.
• Thornhill NW (1993). Природна історія інбридингу та аутбридингу: теоретичні та емпіричні перспективи . Чикаго: University of Chicago Press. ISBN 0-226-79854-2.