Введение
Случайное увлечение не вредных генов, расположенных близко к полезному гену на одной и той же цепи ДНК.
Генетический автостоп, также называемый генетическим дрейфом или эффектом автостопа, возникает, когда частота аллеля изменяется не из-за того, что сам аллель подвергается естественному отбору, а потому, что он находится рядом с другим геном, который испытывает положительную селекцию, и расположен на той же цепи ДНК. Когда один ген подвергается положительной селекции, любые другие близлежащие полиморфизмы, находящиеся в неравновесии сцепления, также склонны изменять частоту своих аллелей. Положительная селекция происходит, когда вновь возникшие (и, следовательно, все еще редкие) мутации оказываются выгодными и увеличивают свою частоту. Нейтральные или даже слегка вредные аллели, случайно оказавшиеся рядом на хромосоме, "подхватываются" вместе с положительной селекцией. В отличие от этого, влияние на нейтральный локус, вызванное неравновесием сцепления с вновь возникшими вредными мутациями, называется фоновым отбором. И генетический автостоп, и фоновый отбор являются стохастическими (случайными) эволюционными силами, как и генетический дрейф.
История
Термин "hitchhiking" был введен в употребление в 1974 году Мейнардом Смитом и Джоном Хейгом.
Результаты
Генетический попутный эффект (или автостоп) возникает, когда полиморфизм находится в неравновесии с другим локусом, подвергающимся селективному сдвигу. Аллель, связанный с адаптацией, увеличивает свою частоту, иногда до фиксации в популяции. Другой аллель, связанный с неблагоприятным вариантом, уменьшает свою частоту, иногда до полного исчезновения. В целом, попутный эффект снижает количество генетического разнообразия. Мутация, уходящая в попутном эффекте (или мутация-пассажир в биологии рака), сама по себе может быть нейтральной, полезной или вредной. Рекомбинация может прервать процесс генетического попутного эффекта, останавливая его до того, как нейтральный или вредный аллель закрепится в популяции или исчезнет. Эта закономерность полезна для выявления селективных сдвигов по данным о популяциях и, следовательно, для определения генов, подвергшихся очень недавнему отбору.
Противоположность дрейфа и течения
Как генетический дрейф, так и генетический черновик – это случайные эволюционные процессы, то есть они действуют стохастически и не коррелируют с отбором по рассматриваемому гену. Дрейф – это изменение частоты аллеля в популяции из-за случайной выборки в каждом поколении. Черновик – это изменение частоты аллеля вследствие случайного сочетания с другими не нейтральными аллелями, с которыми он встречается. Если генетический дрейф является единственной эволюционной силой, действующей на аллель, то после одного поколения во многих реплицированных идеализированных популяциях размером N, каждая из которых начинается с аллельных частот p и q, вновь возникшая дисперсия частот аллелей между этими популяциями (то есть степень случайности результата) составит .
Половые хромосомы
Хромосома Y не подвергается рекомбинации, что делает её особенно уязвимой для закрепления вредных мутаций посредством попутного отбора. Это предложено в качестве объяснения того, почему на Y-хромосоме так мало функциональных генов.
Нейтральная теория молекулярной эволюции
Нейтральная теория молекулярной эволюции исходит из того, что большинство новых мутаций либо вредны (и быстро удаляются отбором), либо нейтральны, при этом лишь очень немногие являются адаптивными. Она также предполагает, что динамика частот нейтральных аллелей может быть описана математическими моделями генетического дрейфа. Генетический автостоп, таким образом, рассматривался как серьезный вызов нейтральной теории и объяснение того, почему полногеномные варианты теста Макдональд-Крайтмана, как правило, указывают на высокую долю мутаций, фиксирующихся по причинам, связанным с отбором.