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 $\mathbf {A} _{1}\dots \mathbf {A} _{n}$, которые имеют среднюю приспособленность $w_{1}\dots w_{n}$ и частоту аллелей $p_{1}\dots p_{n}$, соответственно. Если мы не учитываем зависящую от частоты аллелей приспособленность, генетический груз ($L$) может быть рассчитан по формуле:

$L={{w_{\max }-{\bar {w}}} \over w_{\max }}~~~~~~~~~~(1)$

где $w_{\max }$ — максимальная величина приспособленности $w_{1}\dots w_{n}$ и ${\bar {w}}$ — средняя приспособленность, которая рассчитывается как среднее из всех приспособленностей, умноженных на частоту соответствующего аллеля

${\bar {w}}={\sum _{i=1}^{n}{p_{i}w_{i}}}~~~~~~~~~~(2)$

где $i^{\mathrm {th} }$ аллель -$\mathbf {A} _{i}$ и характеризуется частотой и приспособленностью $w_{i}$ и $p_{i}$, соответственно.

Если $w_{\max }=1$, то (1) упрощается до

$L=1-{\bar {w}}.~~~~~~~~~~(3)$

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