Кіріспе
Генетикалық қашықтық - түрлер арасындағы немесе бір түрдегі популяциялар арасындағы генетикалық айырмашылықтың өлшемі, қашықтық ортақ ата-бабадан уақытқа немесе дифференциация дәрежесіне байланысты. Көптеген ұқсас аллельдер бар популяцияларда генетикалық қашықтық аз. Бұл олардың жақын туыстығы бар екенін және олардың ортақ ата-бабалары бар екенін көрсетеді. Генетикалық қашықтық халықтардың тарихын қайта құру үшін пайдалы, мысалы, адам баласының Африкадан тыс жерлерге таралуы. Сонымен қатар, биологиялық әртүрліліктің шығу тегін түсіну үшін де қолданылады. Мысалы, үй жануарларының әртүрлі тұқымдарының арасындағы генетикалық қашықтықтар генетикалық әртүрлілікті сақтау үшін қай тұқымдарды қорғау керектігін анықтау үшін жиі зерттеледі.
Genetic distance is a measure of the genetic divergence between species or between populations within a species, whether the distance measures time from common ancestor or degree of differentiation. Populations with many similar alleles have small genetic distances. This indicates that they are closely related and have a recent common ancestor. Genetic distance is useful for reconstructing the history of populations, such as the multiple human expansions out of Africa. It is also used for understanding the origin of biodiversity. For example, the genetic distances between different breeds of domesticated animals are often investigated in order to determine which breeds should be protected to maintain genetic diversity.
Генетикалық қашықтықты анықтау процесі
Соңғы кездері секвенирлеу технологиясының жетістігі және геномдық дерекқорлар мен биоинформатика құралдарының кеңінен қолданылуы, олар дамыған секвенирлеу технологиясы арқылы алынған деректердің үлкен көлемін сақтауға және өңдеуге қабілетті, эволюциялық зерттеулерді және түрлер арасындағы эволюциялық қатынастарды түсінуді айтарлықтай жақсартты.
Генетикалық қашықтықты әсер ететін эволюциялық күштер
Эволюциялық күштер, мысалы мутациялар, генетикалық дрейф, табиғи іріктеу және гендер ағыны эволюция процесін және генетикалық әртүрлілікті басқарады. Осы күштердің барлығы түрлер арасындағы генетикалық қашықтықта маңызды рөл атқарады.
Іс-шаралар
Популяциялар немесе түрлер арасындағы генетикалық ауытқуды өлшеуді мақсат еткен әртүрлі статистикалық шаралар бар. Эволюциялық күштердің эксперименталды талдауынан алынған болжамдарды пайдалану арқылы белгілі бір экспериментке барынша сәйкес келетін модельді генетикалық топты зерттеу үшін таңдауға болады. Сонымен қатар, жекелеген популяциялық ерекшеліктерді, мысалы, оқшаулануды салыстыру арқылы жаңадан зерттелген топтарды түсінуге қолайлы өлшемдерді анықтауға болады. Ең көп қолданылатын генетикалық қашықтық өлшемдері - Нейдің генетикалық қашықтығы және Рейнольдс, Вейр және Кокерхэмнің генетикалық қашықтығы.
Жюкс пен Кантор аралығы
Ең негізгі және тікелей қашықтық өлшемдерінің бірі - Jukes Cantor қашықтығы. Бұл өлшем ешқандай кіріктірулер мен өшірулер болмаған, барлық алмастырулар тәуелсіз және әр нуклеотидтік өзгеріс бірдей ықтимал деген болжамға негізделген. Осы болжамдармен біз келесі теңдеуді аламыз: екі A және B реттіліктерінің арасындағы Жукс-Кантор қашықтығы қай жерде және екі реттілік арасындағы ұқсастық болып табылады.
where is the Jukes Cantor distance between two sequences A, and B, and being the dissimilarity between the two sequences.
Басқа шаралар
Генетикалық қашықтықты анықтаудың басқа да көптеген әдістері әртүрлі табыстармен ұсынылды.
Қарапайым қашықтық формулаларының шектеулері
Бұл формулаларды есептеу оңай және тез болса да, берілген ақпарат шектеулі ақпаратты береді. Бұл формулалардың нәтижелері популяциялар арасындағы кодондық өзгерістердің санын немесе популяциялар арасындағы бөліну уақытының ықтимал әсерін ескермейді.
Бекіту индексі
Генетикалық қашықтықты өлшеу үшін жиі қолданылатын өлшем - 0 мен 1 аралығында өзгеріп отыратын бекіту индексі (FST). 0 мәні екі популяцияның генетикалық жағынан бірдей екенін (экі популяцияның арасындағы генетикалық әртүрлілік аз немесе мүлдем жоқ) көрсетеді, ал 1 мәні екі популяцияның генетикалық жағынан әртүрлі екенін (екі популяцияның арасындағы генетикалық әртүрліліктің максимум) көрсетеді. Мутация жоқ деп есептеледі. Мысалы, араларында көп көші-қон болатын үлкен популяциялар аз ерекшеленеді, ал араларында аз көші-қон болатын кіші популяциялар өте көп ерекшеленеді. FST осы дифференциацияның ыңғайлы өлшемі болып табылады, нәтижесінде FST және оған байланысты статистика популяциялық және эволюциялық генетикада ең көп қолданылатын сипаттамалық статистиканың бірі болып табылады. Бірақ FST - бұл сипаттамалық статистика мен генетикалық дифференциацияның өлшемі ғана емес. FST популяциялардың арасындағы аллель жиілігінің ауытқуына және керісінше популяциялардың ішіндегі жеке тұлғалардың ұқсастық дәрежесіне тікелей байланысты. Егер FST шағын болса, онда бұл әр популяциядағы аллель жиіліктері өте ұқсас екенін білдіреді; егер ол үлкен болса, онда аллель жиіліктері өте әртүрлі екенін білдіреді.