Kvantitatiivinen genetiikka moniste s. 56

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Kvantitatiivinen genetiikka moniste s. 56"

Viljo Korhonen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Kvantitatiivinen genetiikka moniste s määrällisten ominaisuuksien periytymisen hallinta - mendelismi oli aluksi vastatuulessa siksi että darwinistit, joilla oli paljon valtaa Britanniassa, olivat tottuneet määrällisen genetiikan piirteisiin: jatkuvat jakautumat, vähittäinen muutos jne - oli myös kehitetty BIOMETRIA (eli tilastotiede), jonka toimialaa määrällisten ominaisuuksien genetiikka on vieläkin (normaali- ym. jakautumat, korrelaatiot, regressiot ) PITUUDEN MUUNTELU JA HERITABILITEETTI IHMISPOPULAATIOSSA

2 Sulkeisliike normaalijakautumaan järjesty

3 Joitakin määrällisten ominaisuuksien hallinnan juttuja Keskiarvo Varianssi Keskihajonta Korrelaatio Regressio

4 Nilsson-Ehle (ruotsalainen) esitti ensimmäisenä mendelistisen mallin määrälliselle ominaisuudelle 908 Tutkittavana hällä oli vehnänjyvän punertava väri

5 Kühn: Grundriss der Vererbungslehre, 950

6 Kvantitatiivisen periytymisen malli aa Aa AA a 0 +d +a q 2 2pq p 2 m = p 2 a -q 2 a + 2pqd = a (p - q)(p + q) + 2pqd = a(p-q) +2pqd Jos d = 0, m = a ( - 2q) jos d =, m = a ( - 2 q 2 )

7 Kahden alleeliparin vaikutuksen yhdistäminen AA Aa aa p 2 2pq q 2 BB r 2 2a a + d 0 Bb 2rs a + d 2d d -a bb s 2 0 d - a -2a

8 Pyyhitäänpä dominanssi pois: AA Aa aa p 2 2pq q 2 BB r 2 2a a 0 Bb 2rs a 0 -a bb s 2 0 -a -2a aabb AABb AAbb Aabb AABB AaBB AaBb aabb aabb p 2 r 2 2rsp 2 +2pqr 2 q 2 r 2 +p 2 s 2 +4pqrs 2rsq 2 +2pqs 2 q 2 s 2 2a a 0 -a -2a 4 6 4

9 Pascalin kolmio eli binomijakautuma -taika 2 alleelipari paria , &c Tästä saa johdettua lukusuhteet, 2, 3, 4 tai vaikka kuinka monen alleeliparin jakautumille, helposti ja paljoakaan muistamatta. Lopulta jakautuma noudattaa normaalijakatumaa

10 Esimerkki: vanha kunnon käärmelasku Risteytetään 200 cm pitkät käärmeet A B C d E A B c d E x a b C d e a b C d E Peruspituus 50 cm. Jokainen isolla kirjaimella merkitty alleeli lisää pituutta 0 cm. Ennusta jälkeläisen jakautuma pituusluokkiin. Ratkaisu: heterotsygoottisia lokuksia on kuusi, eli niistä voi tulla jälkeläiselle pieni tai iso kirjain. Jokainen jälkeläinen saa varmasti yhden C:n ja yhden E:n, joten pienin poikanen on 70 cm Pituusluokka Pascal, rivi 7

11 Määrällisiin ominaisuuksiin vaikuttaa myös ympäristö, eikä suinkaan pelkästään 2 tai useampia +/- alleelipareja. Usein halutaankin tietää, kuinka iso osa varianssista eli yksilöiden välisistä eroista johtuu geneettisistä syistä, ja mikä osa ympäristöstä Geneettisen osuuden mitan nimi on heritabiliteetti

12 Jos populaatiossa on sellaisia segregoituvia alleelipareja, jotka vaikuttavat tiettyyn mittaominaisuuteen, siitä koituu tietenkin geneettistä muuntelua Muuntelua aiheuttaa myös ympäristö

13 Fenotyyppinen varianssi Vp aiheutuu eri osista: additiivisesta geneettisestä Va, dominanssin aiheuttamasta geneettisestä Vd, geeni-interaktioiden Vi aiheuttamasta geneettisestä ja vielä ympäristön Ve aiheuttamasta, sekä lopulta kaikkien näiden mahdollisista interaktioista eli vuorovaikutuksista. Vp = Va + Vd + Vi + Ve varianssi

14 additiivinen aa / AA dominanssi Aa /0 aa / (Aa+AA)

15 Heritabiliteetti Yksilöt antavat alleeleistaan näytteen gameettien kautta seuraavaan sukupolveen. Sellainen yksilö, jolla on monta plus-alleelia, antaa tietysti gameetteihinkin useampia plus-alleeleita kuin sellainen, jolla niitä on vähän. Tätä tosiasiaa käytetään hyväksi kvantitatiivisessa genetiikassa. Vanhempien ja jälkeläisten tai sisarusten välillä on tiettyä korrelaatiota näiden plus-alleelien määrässä. SUKULAISTEN VÄLINEN KORRELAATIO JOHTUU GEENEISTÄ

17 Kurssityönä tutkitaan, onko kurssilaisten ja heidän isiensä ja/tai äitiensä välillä korrelaatiota pituuden suhteen, ja esitetään, kuinka tästä kovarianssista voidaan laskea heritabiliteetti. Heritabiliteetti ahtaassa mielessä h² määritellään additiivisen geneettisen varianssin Va osuudeksi koko fenotyyppisestä varianssista Vp : h² = Va /Vp Tämä on tärkeä estimaatti koska jalostugenetiikka hyötyy vain ahtaasta heritabiliteetista

18 Heritabiliteettiestimaatteja

19 Jalostushyödyn ja heritabiliteetin välillä on seuraava helppo yhteys: G = h²i G on jalostushyöty (Gain), h² on additiivinen heritabiliteetti ja I on valinnan intensiteetti, so. se osuus populaatiosta joka karsitaan pois. Tämä johtuu hyvin yksinkertaisesti siitä, että jos "suuruus" johtuu tietyistä alleeleista, on niitä alleeleita "suurten" jälkeläisissä sitten enemmän kuin keskinkertaisten jälkeläisissä.

20 Aina kun ihminen tarvitsee tämän alan kertausta, sen pitää etsiä käsiinsä Falconer, vanha tai uusi

21 Descriptives Descriptive Statistics TYTÄR ÄITI(T) ISÄ(T) POIKA ÄITI(P) ISÄ(P) Valid N (listwise) N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Correlations between parents in female (N=43) and male (N=4) populations ÄITI(T) ISÄ(T) Correlations Pearson Correlation Sig. (2-tailed) N Pearson Correlation Sig. (2-tailed) N ÄITI(T) ISÄ(T).39** **. Correlation is significant at the 0.0 level (2 il d) ** Correlations ÄITI(P) ISÄ(P) ÄITI(P) Pearson Correlation.579* Sig. (2-tailed)..030 N 4 4 ISÄ(P) Pearson Correlation.579* Sig. (2-tailed).030. N 4 4 *. Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed). Genetiikan peruskurssi 2003

22 Variables Entered/Removed b 90 Variables Variables Entered Removed Method ÄITI(T) a. Enter 80 a. All requested variables entered. b. Dependent Variable: TYTÄR 70 Summary Adjusted Std. Error of R R Square R Square the Estimate.545 a a. Predictors: (Constant), ÄITI(T) TYTÄR ÄITI(T) ANOVA b Regression Residual Total Sum of Squares df Mean Square F Sig a a. Predictors: (Constant), ÄITI(T) b. Dependent Variable: TYTÄR Coefficients a (Constant) ÄITI(T) a. Dependent Variable: TYTÄR Unstandardized Coefficients Standardi zed Coefficien ts 95% Confidence Interval for B B Std. Error Beta t Sig. Lower Bound Upper Bound Genetiikan peruskurssi 2003

23 90 Variables Entered/Removed b 88 Variables Variables Entered Removed Method ISÄ(P) a. Enter a. All requested variables entered. b. Dependent Variable: POIKA Summary 76 Adjusted Std. Error of R R Square R Square the Estimate.62 a POIKA a. Predictors: (Constant), ISÄ(P) ISÄ(P) ANOVA b Regression Residual Total Sum of Squares df Mean Square F Sig a a. Predictors: (Constant), ISÄ(P) b. Dependent Variable: POIKA Coefficients a (Constant) ISÄ(P) a. Dependent Variable: POIKA Unstandardized Coefficients Standardi zed Coefficien ts 95% Confidence Interval for B B Std. Error Beta t Sig. Lower Bound Upper Bound Genetiikan peruskurssi 2003

24 Regression 90 Variables Entered/Removed b Variables Variables Entered Removed Method KESKIVAN a. Enter 80 a. All requested variables entered. 70 b. Dependent Variable: LAPSI Summary 60 Adjusted Std. Error of R R Square R Square the Estimate.580 a LAPSI a. Predictors: (Constant), KESKIVAN KESKIVAN ANOVA b Regression Residual Total Sum of Squares df Mean Square F Sig a a. Predictors: (Constant), KESKIVAN b. Dependent Variable: LAPSI Coefficients a (Constant) KESKIVAN a. Dependent Variable: LAPSI Unstandardized Coefficients Standardi zed Coefficien ts 95% Confidence Interval for B B Std. Error Beta t Sig. Lower Bound Upper Bound Genetiikan peruskurssi 2003

25 Tulokset vuoden 200 syksyn peruskurssin oppilaista: pituuden heritabiliteetti Genetiikan peruskurssi 200 syksy

26 idin pituus Isän pituus Isien ja äitien pituus ei ole merkitsevästi korreloitunut (P = 0.08), korrelaatiokerroin on.273 ja sen neliö eli selityskerroin vain 7.4 % Genetiikan peruskurssi 200 syksy

27 Correlations ISÄ Pearson Correlation ISÄ ÄITI Sig. (2-tailed) N ÄITI Pearson Correlation Sig. (2-tailed) N Genetiikan peruskurssi 200 syksy

28 Tyttären pituus Äidin pituus Jälkeläisen ja samaa sukupuolta olevan vanhemman regressiot Huomaa, että asteikot eivät ole identtiset Testitulokset seuraavassa slidessä Pojan pituus Isän pituus Genetiikan peruskurssi 200 syksy

29 Summary Std. Error Adjusted R of the R R Square Square Estimate.662 a a. Predictors: (Constant), ÄITI (Constant) ÄITI Unstandardized Coefficients a. Dependent Variable: HENKILÖ Coefficients a Standardi zed Coefficien ts B Std. Error Beta t Sig Tyttäret vs. äidit Summary b Std. Error Adjusted R of the R R Square Square Estimate.692 a a. Predictors: (Constant), ISÄ b. Dependent Variable: HENKILÖ (Constant) ISÄ Unstandardized Coefficients a. Dependent Variable: HENKILÖ Coefficients a Standardi zed Coefficien ts B Std. Error Beta t Sig Pojat vs. isät Genetiikan peruskurssi 200 syksy

30 Tyttären pituus Jälkeläisen ja vanhempien keskiarvon regressio Vain Y-akselit ovat erilaiset Vanhempien keskipituus Analyysi seuraavalla sivulla Pojan pituus Vanhempien keskipituus Genetiikan peruskurssi 200 syksy

31 Coefficients a Summary Std. Error Adjusted R of the R R Square Square Estimate.706 a a. Predictors: (Constant), MLENGTH (Constant) MLENGTH Unstandardized Coefficients a. Dependent Variable: HENKILÖ Standardi zed Coefficien ts B Std. Error Beta t Sig Tytöt vs. vanhempien keskiarvo Summary Std. Error Adjusted R of the R R Square Square Estimate.768 a a. Predictors: (Constant), MLENGTH (Constant) MLENGTH Unstandardized Coefficients a. Dependent Variable: HENKILÖ Coefficients a Standardi zed Coefficien ts B Std. Error Beta t Sig Pojat vs. vanhempien keskiarvo Genetiikan peruskurssi 200 syksy

32 Tyttären pituus Tyttären pituus Äidin pituus Vanhempien keskipituus Pojan pituus Pojan pituus Isän pituus Vanhempien keskipituus Genetiikan peruskurssi 200 syksy

33 Heritabiliteettiestimaatit olivat aika korkeita! Yhteisen ympäristön vaikutus on vaikea kitkeä pois Genetiikan peruskurssi 200 syksy

34 TYTÄR ÄITI(T) Genetiikan peruskurssi 2003

35 Graph POIKA ISÄ(P) Genetiikan peruskurssi 2003

36 Graph LAPSI KESKIVAN Genetiikan peruskurssi 2003

Samankaltaiset tiedostot

Kvantitatiivinen genetiikka

Kvantitatiivinen genetiikka - määrällisten ominaisuuksien periytymisen hallinta - mendelismi oli aluksi vastatuulessa siksi että darwinistit, joilla oli paljon valtaa Britanniassa, olivat tottuneet määrällisen