제14장 집단의 유전구성
임의 교배가 이루어지는 대집단에서 돌연변이, 유전자 이동 및 자연 선택이 일어나지 않으면서 각 개체의
생존율과 번식률이 동등할 때 그 집단은 세대를 진전하더라도 최초의 유전 평행을 유지한다.
제1절 집단의 유전 조성
1. Mendel 집단
자유로운 교배가 이루어지는 유성 번식 집단(멘델법칙이 적용됨): 공동의 유전자풀을 가진다.
2. 유전자빈도
N11(AA), N12(Aa), N22(aa) <개체수(유전자형)>: 집단을 구성하는 <총개체수(N) = N11+N12+N22> : A의 유전자총수 (2N11 + N12) 즉 AA에 2개, Aa에 한개,
a의 유전자총수 (N12 + N22)
A의 빈도 p = (2N11 + N12)/2N, a의 빈도 q = (N12 + N22) = 1-p
3. 임의 교배와 유전적 평형
(1) Hardy-Weinberg 의 법칙
유전자 빈도의 기회적 변동이 무시될 정도로 1) 큰집단에서, 2) 임의교배가 행해지고, 3)돌연변이와 4) 자연도태가 일어나지 않으며, 5) 집단간에 유전자이동이 없다면 그집단은 세대가 진전되더라도 집단내 유전자형 빈도와 유전자 빈도가 변화하지 않는다.
(2) 집단의 유전적 평형 검정
제2절 집단의 유전적 평형에 영향을 끼치는 요인
1. 근친 교배
(1) 근교 계수
inbreeding coefficient(근교 계수): 어떤 개체에 있는 두개의 상동 유전자가 하나의 같은 조상으로부터 유래될 확률을 말한다.
유전자형 다른 조상에게서 유래될 확률 같은 조상에게서 유래될 확률
AA: P2(1-F) + pF
Aa: 2pq(1-F)
aa: q2(1-F) + qF
F=1일때 A:a=p:q가 되어 A=p, a=q가된다.
(2) 근교계수의 계산
F I = Sigma{(1/2)n (1+Fa) Fa는 같은 조상의 근교계수, n은 개체 I에서 출발하여 양친과 그 양친의 조상을 거쳐 다시 I로 돌아오는 경로를 통하는 개체 수를 나타낸다.
2. 돌연변이
△q=up-vq △q =0 일때 up=vq가되며 q = u/(u+v) (u(1-q)=vq)
<예제>
3. 선택(도태)
(1) 적응도와 선택
적응도: 한개체가 다음세대에 기여하는 정도
선택계수(coefficient of selection) S = 0.2, 유전자형의 적응도 1-S =0.8 100개체중 80개체만 생존한다.
(2) 열성 유전자의 완전 도태
표14-3
AA Aa aa 계
도태전유전자형빈도 p2 2pq q2 1
도태후유전자형빈도 p2/(p2+2pq) 2pq/(p2+2pq) 0 p2+2pq
a의 빈도는 Aa빈도의 1/2이므로 2q/(1+q) x 1/2 = q(1+q)가 된다.
qn=q0/(1+nq0) n=1/qn - 1/q0 = 1/0.01- 1/0.02 = 50
(3) 열성유전자의 부분도태
표14-4 q2(1-S)/(1-Sq2) - q = -Sq2(1-q)/(1-Sq2)
(4) 이형접합자의 선택
잡종 강세의 경우 Aa가 유리하게 선발이 된다.
표 14-5 동형 접합자를 한 세대 도태 시킨 후의 유전자형 빈도
AA Aa aa 계
도태전유전자형빈도 p2 2pq q2 1
적응도 1-S1 1 !-S2
도태후유전자형빈도 p2(1-S1) 2pq q2(1-S2) 1-S1p2-S2q2
△q={pq+q2(1-S2)}/(1-S1p2-S2q2) - q = {pq(S1p-S2q)/{1-S1p2-S2q2}
4. 유전자 이동
이주해 오는 유전자 비율 m 이라 하면, 원집단의 유전자 비율은 1-m이다.
q1 = mqm + (1-m)q0 = q0 - m(q0-qm) =
q0= 원유전자빈도, qm= 이주유전자빈도일때 두유전자가 포함된 집단의 q1빈도
△q=q1-q0=m(q0-qm): 원유전자의 빈도(q0)와 이주유전자빈도(qm)으로 결정된다.
5. 유전적 부동
소집단에서 매세대 마다 배우자 표본이 임의로 추출되기 때문에 세대 진전에 따른 유전자 빈도의 변화를 예측할 수 없으며 이러한 유전자 빈도의 변화를 유전적 부동이라고 한다.
임의 교배가 일어 날수 있는 이상적 집단의 개체 수를 집단의
유효 크기(effective size)라고 하고 Ne=(4NmNf)/(Nm+Nf) 로 계산하는 집단의 유효
크기는 실제 크기보다 작다.
제3절 단백질의 유전적 다형
단백질--> 유전자로 만들어진다. 효소 단백질과 비효소단백질로 나누어진다.
전기영동법(electrophoresis), isozyme, allozyme(아이소자임 유전자의 변이)-->allelic enzyme의 뜻
예제 14-9 설명
단량체와 이량체
단백질에 대한 다형적 유전자의 비율이나 평균 이형접합자 비율은 유전자에 따라 다르다.
유전자수준에서 고정된 것같은 형질이라도 단백질 수준에서 다형이 존재한다.
자연선택설과 중립설