Molekyylipopulaatiogenetiikka

Samankaltaiset tiedostot
Evoluutiovoimat. Ydinkysymykset. Mikä on mutaation, valinnan ja sattuman merkitys evoluutiossa?

Molekyylievoluutio. (753327A, S), 4 op syksy Photo Marie-Hélène Müller

Mutaatio. PopGen Original slides by Outi Savolainen

Evoluutio. BI Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

Sekvenssievoluutio ja fylogeniat

Naudan perinnöllisen monimuotoisuuden tutkimus

Evoluutiovoimat. Mikä on mutaation, valinnan ja sattuman merkitys evoluutiossa?

III Perinnöllisyystieteen perusteita

Tilastollinen päättely genominlaajuisissa assosiaatioanalyyseissä. Matti Pirinen

Darwin nuorena. Darwinin syntymästä on 201 vuotta ja "Lajien synnystä" 151 vuotta.

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Kemijoen Sihtuunan ja Rautuojan taimenten geneettinen analyysi Jarmo Koskiniemi, Helsingin yliopisto, maataloustieteiden osasto

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen Medicum, Biokemia ja kehitysbiologia

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

Kemiallisen kommunikaation geneettinen tausta ja kemosensorigeenien evoluutio muurahaisissa

Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos Marja-Liisa Koljonen Yleistä

Geenitutkimusta: evoluutiosta kohti geenivarojen suojelua ja jalostusta

Miten geenit elelevät populaatioissa, vieläpä pitkiä aikoja?

Neandertalinihmisen ja nykyihmisen suhde molekyyligenetiikan valossa

Otanta-aineistojen analyysi (78136, 78405) Kevät 2010 TEEMA 3: Frekvenssiaineistojen asetelmaperusteinen analyysi: Perusteita

Ihmisten erilaisuuden geneettinen perusta

Sukusiitostaantuma mikä, miksi, milloin?

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

Estimointi populaation tuntemattoman parametrin arviointia otossuureen avulla Otossuure satunnaisotoksen avulla määritelty funktio

Geenikartoitusmenetelmät. Kytkentäanalyysin teoriaa. Suurimman uskottavuuden menetelmä ML (maximum likelihood) Uskottavuusfunktio: koko aineisto

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Tilastollinen päättömyys, kevät 2017 Harjoitus 6B

Tilastollinen testaaminen tai Tilastollinen päättely. Geneettinen analyysi

MTTTP5, luento Luottamusväli, määritelmä

MS-A0503 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

HOX. Esimerkki geeniperheestä: HOX

Populaatiosimulaattori. Petteri Hintsanen HIIT perustutkimusyksikkö Helsingin yliopisto

Sukusiitoksesta sukulaistumiseen - jalostustietojärjestelmä työkaluna. Rovaniemi Susanna Back, Suomen Hippos ry

Miltä näyttää kotimaisten rotujemme perinnöllinen monimuotoisuus?

806109P TILASTOTIETEEN PERUSMENETELMÄT I Hanna Heikkinen Esimerkkejä estimoinnista ja merkitsevyystestauksesta, syksy (1 α) = 99 1 α = 0.

Miltä näyttää kotimaisten rotujemme perinnöllinen monimuotoisuus? Jalostusvalinta on merkittävin koirarotujen monimuotoisuutta vähentävä tekijä

Evolutiivisesti stabiilin strategian oppiminen

Laboratorioanalyysit, vertailunäytteet ja tilastolliset menetelmät

Testaa onko myrkkypitoisuus eri ryhmissä sama. RATK. Lasketaan kaikkien havaintoarvojen summa: k T i = = 486.

Metsägenetiikan sovellukset: Metsägenetiikan haasteet: geenit, geenivarat ja metsänjalostus

Tutkimustiedonhallinnan peruskurssi

GEENIT SKITSOFRENIAN AIHEUTTAJANA. Tiina Paunio Dosentti Psykiatrian erikoislääkäri Skitsofreniaverkoston symposium Kuopio 11.9.

Tilastollinen testaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

vauriotyypit Figure 5-17.mhc.restriktio 9/24/14 Autoimmuniteetti Kudosvaurion mekanismit Petteri Arstila Haartman-instituutti Patogeeniset mekanismit

BOOTSTRAPPING? Jukka Nyblom Jyväskylän yliopisto. Metodifestivaali

Virkaanastujaisesitelmä Anneli Hoikkala. Evoluutotutkimus: ekologiaa ja molekyyligenetiikkaa

Symbioosi 2 VASTAUKSET. b. Millaisia sukusoluja vanhemmat tuottavat (4 erilaista)? Vastaus: VL, vl, Vl, vl

Lisätehtäviä ratkaisuineen luentomonisteen lukuun 6 liittyen., jos otoskeskiarvo on suurempi kuin 13,96. Mikä on testissä käytetty α:n arvo?

Estimointi. Vilkkumaa / Kuusinen 1

031021P Tilastomatematiikka (5 op) viikko 5

Ihmisen geneettinen sopeutuminen eri ympäristöihin

Yksisuuntainen varianssianalyysi (jatkoa) Heliövaara 1

/1. MTTTP5, luento Kertausta. Olk. X 1, X 2,..., X n on satunnaisotos N(µ, ):sta, missä tunnettu. Jos H 0 on tosi, niin

Siirtogeenisten puiden ympäristövaikutukset

Patogeenisten bakteerien evoluutio isännän sisällä

Tilastollisen analyysin perusteet Luento 2: Tilastolliset testit

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Yksisuuntainen varianssianalyysi (jatkoa) Kuusinen/Heliövaara 1

Odotusarvoparien vertailu. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Tutkimusongelmia ja tilastollisia hypoteeseja: Perunalastupussien keskimääräinen paino? Nollahypoteesi Vaihtoehtoinen hypoteesi (yksisuuntainen)

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

T Luonnollisen kielen tilastollinen käsittely Vastaukset 3, ti , 8:30-10:00 Kollokaatiot, Versio 1.1

Kolkunjoen taimenkannan geneettinen analyysi

Väliestimointi (jatkoa) Heliövaara 1

Harjoitus 7: NCSS - Tilastollinen analyysi

Perinnöllisyyden perusteita

Genetiikan perusteet. Tafel V Baur E. (1911) Einführung in die experimentelle Vererbungslehre. Verlag von Gebrüder Borntraeger, Berlin.

Matemaattisen mallinnuksen soveltamisesta populaatiogenetiikassa

6.4. Genomin koon evoluutio Genomin koko vaihtelee

S Laskennallinen systeemibiologia

Biodiversiteetti-indikaattorien kehittäminen MARMONI LIFE+ -projektissa Vivi Fleming-Lehtinen

Miten geenitestin tulos muuttaa syövän hoitoa?

Bayes-mallinnus siltana teorian ja empiirisen evidenssin välillä

Kahden laboratorion mittaustulosten vertailu

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Kvantitatiivinen genetiikka

pitkittäisaineistoissa

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Positional cloning. Pedigreessä etenevä ominaisuus kartoitetaan ensin karkeasti ja sitten tehdään yhä tarkempaa työtä molekyylimarkkereilla.

Kvantitatiiviset menetelmät

Functional Genomics & Proteomics

3 Yleistä estimointiteoriaa. Olemme perehtuneet jo piste-estimointiin su-estimoinnin kautta Tässä luvussa tarkastellaan piste-estimointiin yleisemmin

LOPPURAPORTTI Dnro 109/304/2007

MS-A0503 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

P(X = x T (X ) = t, θ) = p(x = x T (X ) = t) ei riipu tuntemattomasta θ:sta. Silloin uskottavuusfunktio faktorisoituu

805324A (805679S) Aikasarja-analyysi Harjoitus 3 (2016)

MS-A0501 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi

7. Lohkominen ja sulautus 2 k kokeissa. Lohkominen (Blocking)

1. Tilastollinen malli??

Yleistä ja saksanpaimenkoirien populaatiogenetiikkaa

T Luonnollisten kielten tilastollinen käsittely

POPULAATIO. Oikeastaan arvot, joista ollaan kiinnostuneita (mitatut numeeriset suureet, luokittelut).

Lohikalojen monimuotoisuus genetiikkaa, elinkiertopiirteitä, ihmistoimintaa. Jaakko Erkinaro Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos, Oulu

Gripenberg. MS-A0502 Todennäköisyyslaskennan ja tilastotieteen peruskurssi Tentti ja välikoeuusinta

Miten letaalialleeleita käsitellään Drosophilalla? Välttämätön taito esimerkiksi alkionkehityksen alkuvaiheiden selvittämisessä

Harjoitukset 3 : Monimuuttujaregressio 2 (Palautus )

Arkkitehtuurien tutkimus Outi Räihä. OHJ-3200 Ohjelmistoarkkitehtuurit. Darwin-projekti. Johdanto

Sovellettu todennäköisyyslaskenta B

Iijoen taimenten geneettinen analyysi

Transkriptio:

Molekyylipopulaatiogenetiikka Hedrick 2005, kappale 8, pp. 452-462, 428-449 Demografian ja valinnan vaikutukset koalesenssipuihin Valinnan havaitseminen TajimanD Divergenssin ja polymorfismin vertailu Valinnan pyyhkäisy ja diversiteetti Original slides by Outi Savolainen

Koalesenssipuut ja demografia, Hedrick 2005

Koalesenssin laajentaminen Pariutumissysteemit Populaatiokoon muutokset eksponentiaalinen, logistinen, satunnainen, pullonkaulat Populaatiorakenne saarimalli, maantieteelliseen rakenteeseen perustuvat mallit, jatkuvat mallit Valinta tasapainottava kaksi- ja monialleelinen suuntaava adaptiivinen ja haitallinen Rekombinaatio

Tärkeitä viitteitä Hein, J. Schierup, M. Wiuf, C. 2004 Gene genealogies, variation and evolution. Oxford Univ. Press. Stumpf, M and McVean, G. A. T. 2003. Estimating recombination from population genetic data. Nature Reviews Genetics 4: 959-968. Rosenberg, N. and Nordborg, M. 2002. Genealogical trees, coalescent theory and the analysis of genetic polymorphisms. Nature Reviews Genetics 3: 380-390. Kingman, J. F. C. 1982. The coalescent. Stochastic Proc. Appl. 13: 1461-1463. Hudson, R. R. 1983. Testing the constant-rate neutral allele model with protein sequence data. Evolution 37: 203-217. Hartl, D. H. and Clark, A. G. 2007. Principles of Population Genetics. 4th edition. Sinauer. www.coalescent.dk

Neutraalista tasapainomallista poikkeavan muuntelun havaitseminen Sites 112 139 243 427 628 762 915 1156 1456 1687 2029 2038 Consensu C T C C T T A C G C T T Bro1........... G Bro2........ A... Bro3.... C.... T. G Bro4... T........ Bro5......... T G. Kol1.... C.. G... G Kol2......... T.. Kol3.. T...... T.. Kol4.. T.... G.... Kol5.... C....... Kir19. C... G...... Kir21... T........ Kir23 T........... Kir27. C..... G.... Kir30 T..... T.. T. G Lillo1.... C.... T. G Lillo3.... C.... T. G Lillo17.... C....... Lillo19.... C....... Lillo22.... C....... Adh muuntelu, A. thaliana (Innan et al. 1996) 500 nt, π =0.019 Nukleotidipolymorfismi pal1- geenin 2043 nukleotidipaikassa (Dvornyk et al. 2002)

Neutraalista tasapainomallista poikkeavan muuntelun havaitseminen Tajiman D HKA-testi McDonald Kreitman Joillain menetelmillä poikkeama neutraalimallista voi johtua joko demografiasta tai valinnasta

Tajiman testi Verrataan segregoivien nukleotidipaikkojen (θ w ) tai nukleotididiversiteetin (θ T ) perusteella arvioituja θ:n estimaatteja θ w segregoivien nukleotidipaikkojen lukumäärä, myös harvinaiset lasketaan θ T parittainen sekvenssien vertailu, keskimääräisellä frekvenssillä esiintyvä muuntelu vaikuttaa eniten Ero estimaattien välillä johtuu poikkeamasta neutraalista tasapainomallista Demografia vai valinta?

Tajiman D. D = ΘT ΘW Std( Θ Θ T W ) Suuri arvo kertoo terminaalihaarojen olevan lyhyitä Pieni arvo kertoo syvien haarojen olevan lyhyitä poikkeamat koalesenssipuun rakenteessa havaitaan Tajiman D testin avulla Nyrkkisääntö: D>2 tai D<-2 viittaa merkitsevään poikkeamaan Tajima 1989 Genetics 123: 585-595

Tajiman D ja HLA, Garrigan ja Hedrick 2003 Huomaa positiiviset Tajiman D :n arvot liian vähän harvinaisia alleeleja, valinta ylläpitää neutraalitilannetta tasaisempia alleelifrekvenssejä populaatioissa.

Männyn demografia (Pyhäjärvi et al. 2007 Genetics 177: 1713 1724) Tajiman D negatiivinen keskeisissä ja pohjoisissa populaatioissa vanha pullonkaula ja populaatioekspansio

HKA-testi, Drosophila:n Adh-geeni Verrataan lajien välistä divergenssiä polymorfismiin Neutraalisuusodotus: divergenssi ja polymorfismi korreloituneita, huomaa poikkeama eksonissa 4 Divergenssi µ Polymorfismi 4Nµ

McDonald-Kreitman testi Verrataan divergenssiä ja polymorfismia synonyymisissä ja ei-synonyymisissä nukleotidipaikoissa Syn Div Polym Nonsyn

McDonald-Kreitman testi Hedrick 2005

Valinnan havaitseminen

Valinnan pyyhkäisy, hitchhiking Suuntaava valinta vähentää muuntelua Esimerkki: malarialoisen Plasmodium falciparum kiniiniresistenssilokus -lääkettä alettiin käyttää n. 40 vuotta sitten -resistenssiominaisuus pfcrt geenissä, useita mutaatioita -resistenssilokuksen lähellä vähemmän muuntelua kuin muualla

Afrikka Aasia PUNAINEN sensitiivinen, MUSTA resistentti kanta Huomaa: Alleelidiversiteetti vähentynyt eritoten kromosomissa 7, missä resistenssilokus sijaitsee, tärkeää verrata genomiseen tasoon (esim. demografian vaikutus) Wootton et al. 2002 Nature 418, 320-323.

Kokeellinen evoluutio Drosophila:lla pehmeä valinnan pyyhkäisy, Burke et al. 2010 Nature 467: 587 590. D. melanogaster linjoja valittiin nopean yksilönkehityksen suhteen 600 sukupolvea tutkittiin geneettisiä muutoksia uusien mutaatioiden täydellinen fiksoituminen eri linjoissa TAI olemassa olevaan muunteluun perustuva valinta ACO valinta, nopea kehitys CO - kontrolli B - peruspopulaatio

Tulokset, Burke et al. 2010 Täydellinen valinnan pyyhkäisy uuden hyödyllisen mutaation tapauksessa: kussakin replikaattilinjassa oma mutaatio joka fiksoituu monomorfisia alueita, jotka tn. eroavat linjojen välillä Vaste perustuu olemassa olevaan muunteluun samat geenialueet eri linjoissa, mahdollisesti eivät täysin monomorfisia

Pehmeä valinnan pyyhkäisy, Burke et al. 2010 Paikallisia heterotsygotian alenemisia Alhaisen heterotsygotian alueet samoja, joissa todettiin erilaiset alleelifrekvenssit valittujen ja kontrollilinjojen välillä Pehmeä valinnan pyyhkäisy: heterotsygotiat eivät nollassa (kuten klassisessa valinnan pyyhkäisyssä odotettaisiin)

Valinta kehitysajan suhteen, Burke et al. 2010 Alleelifrekvenssien ja heterotsygotiatasojen yhtymäkohdat toistojen välillä Valinta vaikuttaa samoihin keskimääräisellä frekvenssillä esiintyviin variantteihin kussakin populaatiossa