Эффект Хилла-Робертсона
В популяционной генетике эффект Хилла–Робертсона или интерференция Хилла–Робертсона — это явление, впервые обнаруженное Биллом Хиллом и Аланом Робертсоном в 1966 году. [1] Он дает объяснение тому, почему генетическая рекомбинация может иметь эволюционное преимущество .
Объяснение
В популяции конечного, но эффективного размера, которая подвержена естественному отбору , будут возникать различные степени неравновесия сцепления (LD). Они могут быть вызваны генетическим дрейфом или мутацией , и они будут иметь тенденцию замедлять процесс эволюции посредством естественного отбора. [2]
Это легче всего увидеть, рассмотрев случай неравновесия, вызванного мутацией: рассмотрим популяцию особей, геном которых содержит только два гена, a и b . Если выгодный мутант ( A ) гена a возникает у данной особи, гены этой особи посредством естественного отбора со временем станут более частыми в популяции. Однако, если отдельный выгодный мутант ( B ) гена b возникает до того, как A закрепился, и случается, что возникает у особи, не несущей A , то особи, несущие B , и особи, несущие A, будут конкурировать. Если присутствует рекомбинация, то в конечном итоге появятся особи, несущие как A, так и B (генотипа AB). При условии отсутствия отрицательных эпистатических эффектов несения обоих, особи генотипа AB будут иметь большее селективное преимущество, чем особи aB или Ab , и AB , следовательно, закрепится. Однако, если нет рекомбинации, особи AB могут появиться только в том случае, если последняя мутация (B) произойдет у особи Ab. Вероятность этого зависит от частоты новых мутаций и размера популяции, но в целом маловероятна, если только A уже не зафиксирована или почти зафиксирована. Следовательно, следует ожидать, что время между возникновением мутации A и фиксацией популяции для AB будет намного больше при отсутствии рекомбинации. Следовательно, рекомбинация позволяет эволюции продвигаться быстрее. [Примечание: этот эффект часто ошибочно приравнивают к «клональной интерференции», которая происходит, когда мутации A и B возникают у разных особей дикого типа ( ab ), и описывает последующую конкуренцию между линиями Ab и aB .] [2] Существует тенденция к корреляции между скоростью рекомбинации и вероятностью того, что предпочтительный гаплотип (в приведенном выше примере обозначен как AB ) закрепится в популяции. [3]
Джо Фельзенштейн (1974) [4] показал, что этот эффект математически идентичен модели Фишера-Мюллера, предложенной RA Fisher (1930) [5] и HJ Muller (1932), [6] , хотя словесные аргументы существенно различались. Хотя эффект Хилла-Робертсона обычно рассматривается как описывающий непропорциональное нарастание LD, снижающего приспособленность (относительно увеличивающего приспособленность) с течением времени, эти эффекты также имеют непосредственные последствия для средней приспособленности популяции. [7]
Смотрите также
Ссылки
- ^ Хилл WG, Робертсон A (декабрь 1966 г.). «Влияние сцепления на пределы искусственного отбора». Genetical Research . 8 (3): 269–294 . doi : 10.1017/S0016672300010156 . PMID 5980116.
- ^ ab Hartl DL, Clark AG (2007). Принципы популяционной генетики (4-е изд.). Сандерленд, Массачусетс, США: Sinauer Associates. ISBN 978-1-4292-1145-1.[ нужна страница ]
- ^ Whigham PA, Spencer HG (март 2021 г.). «Популяции, структурированные графом, и эффект Хилла-Робертсона». Royal Society Open Science . 8 (3): 201831. Bibcode :2021RSOS....801831W. doi :10.1098/rsos.201831. PMC 8074956 . PMID 33959343.
- ^ Felsenstein J (октябрь 1974). «Эволюционное преимущество рекомбинации». Genetics . 78 (2): 737– 756. doi :10.1093/genetics/78.2.737. PMC 1213231 . PMID 4448362.
- ^ Фишер РА (1930). Генетическая теория естественного отбора . Оксфорд: Clarendon Press. OCLC 1327609915.[ нужна страница ]
- ^ Moon SH, Cha R, Lee GL, Lim JK, Soh KS (март 1932 г.). «Первичная сосудистая система в субарахноидальном пространстве мозга мыши». Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine . 2013 (703): 280418. doi :10.1086/280418. PMC 3679859. PMID 23781258. S2CID 84301227 .
- ^ Crouch DJ (октябрь 2017 г.). «Статистические аспекты эволюции при естественном отборе, имеющие значение для преимущества полового размножения». Журнал теоретической биологии . 431 : 79– 86. Bibcode : 2017JThBi.431...79C. doi : 10.1016/j.jtbi.2017.07.021. PMID 28779948.
