Genetische Distanz ist ein Maß für die genetische Divergenz zwischen Spezies oder zwischen Populationen innerhalb einer Spezies. Populationen mit vielen ähnlichen Genen haben kleine genetische Distanzen. Dies deutet darauf hin, dass sie sind eng miteinander verbunden und haben einen letzten gemeinsamen Vorfahren.

Genetische Distanz ist nützlich für die Rekonstruktion der Geschichte der Populationen. Zum Beispiel Beweise aus genetischen Distanz legt nahe, dass afrikanische und eurasische Menschen vor etwa 100.000 Jahren auseinander. Genetische Distanz ist auch für das Verständnis der Entstehung der biologischen Vielfalt eingesetzt. Zum Beispiel werden die genetischen Distanzen zwischen verschiedenen Rassen der domestizierten Tiere häufig, um zu bestimmen, welche Rassen sollten geschützt werden, um die genetische Vielfalt zu erhalten untersucht.

Biologische Grundlagen

Im Genom eines Organismus sind, wird jedes Gen an einer spezifischen Stelle genannte Ortskurve für das Gen lokalisiert. Allelische Variationen an diesen Loci bewirken phänotypischen Variation innerhalb der Arten. Doch die meisten Allele keine offenkundige Auswirkungen auf den Phänotyp. Innerhalb einer Population neue Allele durch Mutation erzeugt entweder aussterben oder in der Bevölkerung zu verbreiten. Wenn eine Population ist in verschiedene isolierte Populationen, Mutationen, die nach der Trennung wird anwesend sein nur in der isolierten Population auftreten aufgeteilt. Zufällige Schwankung der Allelfrequenzen produziert auch genetische Differenzierung zwischen den Populationen. Dieser Vorgang wird als genetische Drift bekannt. Durch die Untersuchung der Unterschiede zwischen den Allelfrequenzen zwischen den Bevölkerungen und Rechen genetische Distanz, können wir abschätzen, wie vor langer Zeit die beiden Populationen wurden getrennt.

Maßnahmen der genetischen Distanz

Obwohl es einfach ist, genetische Distanz als Maß für genetische Divergenz zu definieren, gibt es mehrere verschiedene statistische Maßnahmen, die vorgeschlagen wurden. Dies passiert, weil verschiedene Autoren als verschiedene Entwicklungsmodellen. Die am häufigsten verwendeten sind Nei genetischen Distanz, Cavalli-Sforza und Edwards messen und Reynolds, Weir und Cockerham der genetischen Distanz, die unten aufgeführt.

In allen Formeln in diesem Abschnitt, und stellen zwei verschiedene Populationen, für die Loci wurden untersucht. Darstellen lassen die Allel am Locus.

Nei Standard genetische Distanz

Im Jahr 1972 veröffentlichte Masatoshi Nei, was später als Nei Standard genetische Distanz bekannt sein. Dieser Abstand hat die schöne Eigenschaft, dass, wenn die Rate der genetischen Veränderung pro Jahr oder Generation konstant ist dann Nei Standard genetische Distanz proportional zur Zeit Divergenz. Diese Maßnahme geht davon aus, dass genetische Unterschiede werden durch Mutation und genetische Drift verursacht.

Dieser Abstand kann auch in Bezug auf den arithmetischen Mittelwert der Identität Gen exprimiert werden. Sei die Wahrscheinlichkeit für die beiden Mitglieder der Population, die die gleiche Allel an einem bestimmten Locus und die entsprechende Wahrscheinlichkeit in Bevölkerung. Auch lassen die Wahrscheinlichkeit für ein Mitglied und ein Mitglied der mit der gleichen Allel. Lassen Sie uns jetzt, und stellen das arithmetische Mittel aus, und über alle Loci sind. Anders gesagt

Wo ist die Gesamtzahl der Loci untersucht.

Nei-Standardabstand kann dann geschrieben werden als

Cavalli-Sforza Sehnenentfernung

1967 Luigi Luca Cavalli-Sforza und AWF Edwards veröffentlicht diese Maßnahme. Er geht davon aus, dass genetische Unterschiede ergeben sich aufgrund nur genetische Drift. Ein wesentlicher Vorteil dieser Maßnahme ist, dass die Populationen in einer Hypersphäre dargestellt, von denen die Skala eine Einheit pro Gensubstitution. Die Sehnenabstand in der hyperdimensional Kugel gegeben ist durch

Einige Autoren Drop den Faktor, um die Formel auf Kosten des Verlustes der Eigenschaft, dass die Waage eine Einheit pro Gensubstitution vereinfachen.

Reynolds, Weir, und Cockerham die genetische Distanz

Im Jahr 1983 wurde diese Maßnahme von John Reynolds, BS veröffentlicht Weir und C. Clark Cockerham. Diese Maßnahme setzt voraus, dass genetische Differenzierung erfolgt nur durch genetische Drift ohne Mutationen. Er schätzt die coancestry Koeffizienten, der ein Maß für die genetische Divergenz liefert:

Andere Maßnahmen der genetischen Distanz

Viele andere Maßnahmen der genetischen Distanz haben mit unterschiedlichem Erfolg vorgeschlagen worden.

Nei der DA Abstand 1983

Dieser Abstand nimmt an, dass genetische Unterschiede entstehen durch Mutation und genetische Drift, aber das Distanzmaß ist bekannt, zuverlässiger Bevölkerungs Bäume als andere Strecken insbesondere für Mikrosatelliten-DNA-Daten zu geben.

Euklidischen Abstand

Goldstein Entfernung 1995

Es wurde speziell für Mikrosatelliten-Markern entwickelt und basiert auf der stufenweisen Mutationsmodell. und sind die Mittelwerte der Allelhäufigkeiten in der Bevölkerung X und Y.

Nei-Minimal genetische Distanz 1973

Diese Maßnahme setzt voraus, dass genetische Unterschiede entstehen durch Mutation und genetische Drift.

Roger Abstand 1972

Fixation Index

Ein häufig verwendetes Maß für genetische Distanz ist die Fixierung Index, der zwischen 0 und 1. Ein Wert von 0 gibt an, dass zwei Populationen genetisch identisch sind, während ein Wert von 1 bedeutet, dass zwei Populationen gibt verschiedene Arten variiert. Keine Mutation angenommen.

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