Referat Legea Echilibrelor

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Legea Echilibrelor si de asemenea puteti face Download Referat legea echilibrelor

Citeste fragmente din Referat Legea Echilibrelor

Legea echilibrelor în populaţie Cuprins Genetica populatiilor, generalitati Legea Hardy-Weinberg Bibliografie Frecvenţa genelor în descendenţă Frecvenţa genotipurilor în descendenţă Factorii care modifică frecvenţa genelor în populaţie Analiza statistică a rezultatelor geneticii Genetica populatiilor, generalitati Populaţia reprezintă o comunitate de indivizi care se pot încrucişa între ei, conţin un fond comun de gene şi ocupă acelaşi areal geografic. După modul de reproducere al indivizilor, se deosebesc două tipuri de populaţii: populaţia mendeliană şi populaţia non-mendeliană. Populaţia mendeliană, reprezintă totalitatea indivizilor unei specii, între care are loc încrucişarea sexuată şi care prezintă ascendenţă şi descendenţă comună. Plantele alogame şi animalele unisexuate, formează populaţii mendeliene, în timp ce plantele autogame formează populaţii non-mendeliene, alcătuite din mai multe linii distincte, cu o ascendenţă comună mai mult sau mai puţin apropiată şi care evoluează paralel. După dimensiunile lor, se deosebesc: (a) populaţii mici, care au mai puţin de 100 indivizi reproducători; (b) populaţii mijlocii alcătuite din câteva sute de indivizi; (c) populaţii mari, cu câteva mii de indivizi şi (d) populaţii foarte mari, care cuprind peste 10.000 indivizi reproducători. În natură, între populaţiile de plante şi animale, au loc schimburi de informaţie genetică. Populaţii panmictice, sau demele, sunt populaţii genetice care constituie cele mai mici unităţi ale speciei. În cadrul lor are loc panmixia. Aceasta reprezintă procesul prin care un individ de un sex, se poate încrucişa cu oricare individ de sex opus. Procesul de panmixie, conduce la repartizarea uniformă a genelor în populaţie şi segregarea lor conform legilor mendeliene. Legea Hardy-Weinberg În anul 1908, matematicianul englez G.H. Hardy şi medicul german W. Weinberg, studiind în mod independent frecvenţa genelor într-o populaţie panmictică, au pus bazele geneticii populaţiilor. Conform legii Hardy Weinberg, într-o populaţie panmictică aflată în echilibru şi având un efectiv numeros, frecvenţa genelor şi a genotipurilor se menţine constantă de-a lungul generaţiilor. Legea Hardy-Weinberg face abstracţie de efectele mutaţiei şi migraţiei dintr-o populaţie, referindu-se la un caz teoretic, practic inexistent în natură. Se consideră o populaţie panmictică, care cuprinde indivizi homozigoţi dominanţi (AA) şi recesivi (aa), aflaţi în procent egal. În urma panmixiei, în generaţia F1, vor exista indivizi heterozigoţi Aa, fiecare dintre cele două gene A şi a, fiind prezentă în procentaj egal (50% sau 0.5A si 0.5a). În urma unirii gameţilor pe bază de probabilitate, se va obţine generaţia F2, compusă din 25% indivizi homozigoţi AA, 50% indivizi heterozigoţi Aa şi 25% indivizi homozigoţi aa. Frecvenţa celor două gene nu este întotdeauna în procentaj egal în populaţie. Să considerăm cazul unei populaţii de porumb, care posedă două gene alele pentru culoarea bobului: gena A1, care determină sinteza unui pigment albastru pentru aleuronă şi gena A2, care determină sinteza unui pigment galben. Porumbul fiind o plantă unisexuat monoică, alogamă, prezintă o populaţie panmictică heterozigotă A1A2. Între cele două gene fiind prezent fenomenul de semidominanţă, în populaţia de porumb vor exista trei genotipuri şi trei fenotipuri. Genotipurile existente în descendenţa părinţilor heterozigoţi, sunt: A1A1, A1A2 şi A2A2., cărora le corespund trei fenotipuri distincte: A1A1 cu bob albastru; A1A2 cu bob violaceu şi A2A2 cu bob galben. Gena A1 se află cu o frecvenţă mică în populaţie, comparativ cu frecvenţa în care se află gena A2. Se notează frecvenţa celor două gene în generaţia parentală astfel: frecvenţa genei A1 = p = 0.2; frecvenţa genei A2 = q = 0.8. Frecvenţa genelor în descendenţă Conform legii Hardy-Weinberg frecvenţa genelor se menţine neschimbată în descendenţă. Descendenţa F1 a doi indivizi heterozigoţi A1A2, va fi: A1A1 + 2A1A2 + A2A2 cu frecvenţa genelor de: p x p (A1A1) + 2 (p x q) (A1A2) + q x q (A2 A2) Notând frecvenţa iniţială a celor două gene, respectiv gena A1 cu frecventa p = 0,2 şi gena A2 cu frecvenţa q = 0,8, vom obţine următoarea frecvenţă a genelor în descendenţă: (0,2 x 0,2) A1 + 2 (0,2 x 0,8) A1A2 + (0,8 x 0,8) A2, respectiv: 0,04 A2 + 2 x 0,16 A1A2 + 0,64 A2. Dintre indivizii heterozigoţi, jumătate (0,16) prezintă gena A1, iar cealaltă jumătate prezintă gena A2. Astfel frecvenţa finală a genelor va fi: 0,04 A1 + [0,16 A1 + 0,16 A2] + 0,64 A2 deci frecvenţa celor două gene în descendenţă va fi: #= q. Se demonstrează astfel că frecvenţa celor două gene se menţine neschimbată în descendenţă. Frecvenţa genotipurilor în descendenţă Legea Hardy-Weinberg explică existenţa unui raport de segregare diferit de raportul mendelian de segregare, în cazul în care frecvenţa genelor în populaţie este diferită. Astfel, deşi teoretic, în descendenţa unor indivizi heterozigoţi (A1A2), raportul real de segregare fenotipic nu va fi de 1 : 2 : 1, dacă frecvenţa celor două gene este diferită. La porumb, pentru genele considerate, în F1 se obţine următorul raport genotipic de segregare: A1A1 + 2A1A2 + A2A2 Considerând frecvenţa genelor din populaţia iniţiala, frecvenţa genotipurilor din generaţia F1 va fi următoarea: A1A1 (p x p) + A1A2 2 (p x q) + A2 A2 (q x q). Înlocuind frecvenţa genelor, vom obţine: A1A1 (0,4 x 0,4) + A1A2 2 (0,4 x 0,8) + A2 A2 (0,8 x 0,8), respectiv: A1A1 0,16 + A1A2 0,32 + A2 A2 0,64. Transformând frecvenţa genelor în procente, în descendenţa F1, cele trei genotipuri se vor manifesta în următorul raport fenotipic: 16% A1A1 - bob albastru + 32% A1A2 - bob rosu-violaceu + 64% A2A2 - bob galben. Factorii care modifică frecvenţa genelor în populaţie Conform legii Hardy-Weinberg, frecvenţa genelor într-o populaţie se menţine constantă atâta timp cât genele se află în echilibru cu mediul ambiant, iar raportul dintre gene nu se schimbă. Asupra populaţiei acţionează însă permanent factori externi şi interni, care conduc în final la stabilirea unui nou echilibru între gene, făcând astfel posibilă adaptarea populaţiei la noi condiţii ale mediului ambiant, precum şi la evoluţia populaţiei. Dintre aceşti factori menţionăm: valoarea selectivă a genelor, migraţia, mutaţia, deriva genică a populaţiilor mici, s.a. Analiza statistică a rezultatelor geneticii S-a pus problema analizei şi reprezentării fenomenelor de masă cum sunt frecvenţa alelelor în populaţii prin calcule statistice şi probabilistice. Rezultatele experimentelor pot fi grupate în jurul unei valori medii. Pentru a descoperi dacă două seturi de valori reprezintă de fapt aceeaşi lege sau lucruri complet diferite se face testul de toleranţe “t-test” (constă în aplicarea difernţelor pe o un grafic, rezultatul obţinut trebuind să concorde cu curba lui Gauss – vezi mai jos). Acesta dă răspuns întrebărilor privitoare la cât de mult diferă sensul a două seturi de măsurători. Testul “chi2” îşi are scopul în verificarea rezultatelor experimentale cu rezultatele teoretice. Cu cât valoarea acestuia este mai mică cu atât se observă că legea este respectată altfel a apărut o deviaţie în procesul de transfer a genelor (testul constă în calcularea erorii relative a măsurătorilor şi impunerea ca ea să fie cuprinsă într-un anumit domeniu). s = suma (xi – X)2 /n-1 în care X este valoarea aşteptată iar xi valoarea obţinută MENDEl, redescoperitorii săi şi geneticienii secolului nostru nu au reuşit niciodată să obţină valoarea exactă a raţiei de încrucişere 3:1. Raţii precum aceasta sau cea de 1:1 sunt valori idealizate. În ciuda faptului că interpretarea mecanismului lor este plauzibilă, trebuiesc puse câteva întrebări nu doar de un matematician ci şi de un genetician practician. Cât de mare este deviaţia faţă de valorile teoretice care ne-am fi aşteptat să apară? Cât de multe specimene trebuiesc luate în considerare pentru a avea erori neglijabile? Există metode de optimizare a modului de lucru? Răspunsurile la aceste întrebări pot fi date doar prin intermediul calculelor probabilistice. De la început trebuie spus că nu se aşteaptă un răspuns cert: DA sau NU ci unul care să afirme cu ce probabilitate o presupunere este valabilă sau care este diferenţa semnificativă între două seturi de măsurători. Geneticianul este ajutat de câteva formule care le poate aplica şi de tabele calculate la care poate face referire. Condiţia necesară pentru uzul aproximărilor matematice este alegerea formulei corecte. Trebuie lămurit dacă propriile valori experimentale satisfac respectivele condiţii. Toate acestea sunt necesare în vederea observării schimbărilor în raportul de segregare, fie datorită mutaţiilor (raze X, etc...) fie datorită cosangvinizării sau a ingineriei genetice. Bibliografie Cursuri, Facultatea de Horticultura, anul 2, Genetica, Capitolul 10 Enciclopedia online, HYPERLINK "http://wikipedia.org" http://wikipedia.org PAGE PAGE 9 0% 100% 50% 쥁`