백그라운드 선택

Background selection

백그라운드 선택은 연결된 유해 대립 [1]유전자에 대한 음성 선택으로 인해 비유전적 궤적에서 유전적 다양성의 손실을 설명한다.이것은 집단에서 대립 유전자의 유지 또는 제거가 연결 그룹의 대립 유전자에 의존하는 연결 선택의 한 형태입니다.이 이름은 중성 돌연변이의 유전적 배경, 즉 게놈 환경이 돌연변이를 보존할지(유전자 히치하이킹) 개체에서 제거할지(배경 선택)에 중대한 영향을 미친다는 사실을 강조한다.경우에 따라, 배경 선택이라는 용어는 모든 형태의 연결된 선택을 지칭하기 위해 광범위하게 사용되지만, 대부분의 경우 유해한 돌연변이에 대한 음성 선택으로 인해 중성 변동이 감소하는 경우에만 사용된다.배경 선택과 모든 형태의 연계 선택은 중립 대립 유전자의 고정이나 손실이 전적으로 확률적이라는 분자 진화 이론의 가정과 모순된다.대신에, 이러한 모델들은 중성 변화가 연결된 비중성 유전자에 작용하는 선택적 압력과 상관관계가 있으며, 중성 특성이 선택을 반드시 망각하는 것은 아니라고 예측한다.이들은 함께 분리되기 때문에 중성 다형성과 연결된 비중성 돌연변이는 중성 [1]진화의 예측에 비해 유전자 변이의 수준을 감소시킨다.

중립 모델과의 관계

배경 선택에 의한 중성변이의 감소는 관련된 [1]게놈 부분의 유해 영역에서의 총 돌연변이율의 지수함수에 의해 모델링될 수 있다.유전자 다양성에 대한 배경 선택의 전반적인 영향은 유효 모집단 [2]크기의 감소와 유사하다.그 결과, 중립 변이의 고전적 모델과 유전적 다양성의 관찰된 연구 사이의 많은 불일치를 설명하기 위해 배경 선택이 사용되었다.예를 들어, 유전적 다양성이 모집단 크기와 약하게 상관되어 있거나 전혀 상관되어 있지 않다는 관찰을 [3][4]"변화의 패러독스"라고 한다.백그라운드 선택 이론에서는 중성 변이가 유해한 돌연변이와 함께 제거될 것으로 예측되기 때문에 역설은 해소된다.

배경 선택은 또한 모집단에 걸친 재조합과 다형성 사이의 긍정적인 상관관계에 대한 선택적 설명에 기여한다.높은 재조합 영역에서 중성 궤적은 인근 선택의 영향을 '회피'하고 [4]모집단에 유지될 가능성이 높다.이 시나리오의 버전은 게놈의 낮은 재조합 부위가 낮은 수준의 유전적 변이를 보이는 드로소필라 연구에서 관찰되었다.Hudson과 Kaplan은 예상 변동 수준과 관측된 변동 수준 사이의 차이가 배경 [5]선택을 설명함으로써 설명된다는 것을 보여주었다.

계산

배경 선택은 돌연변이율 및 유전자 표류의 중립 모델 기반 추정 예측에서 중립 변종 수준의 이탈 정도를 평가하여 측정할 수 있다.그러나, 두 가지 주요 형태의 연결된 선택인 배경과 히치하이킹은 다양성의 손실을 초래하고, 두 모델 모두 높은 재조합의 게놈 영역에서 유사한 결과를 예측하기 때문에 그것만으로는 변화를 연구하기에 충분하지 않다.이 두 효과의 상대적 영향은 아직 잘 이해되지 않았지만, 두 효과를 구별하기 위한 방법이 개발되었다.한 가지 기술은 저재조합 영역의 뉴클레오티드 다양성 수준을 비교하는 것인데,[6] 여기서 모델은 예측이 상당히 다르다.따라서 전체 게놈이 아닌 상대적으로 낮은 재조합률을 가진 게놈 환경의 변화를 연구하면 배경과 히치하이킹 선택의 상대적 확산에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.

무성의 집단에게 미치는 영향

무성 집단의 배경 선택은 재결합하지 않는 집단의 돌이킬 수 없는 유해 변이의 축적인 멀러 래칫의 속도에 영향을 미치는 것으로 생각된다.배경 선택은 게놈의 한 영역에서 경험하는 유효 개체 수를 감소시키고, 변이가 가장 적은 무성 비재결합 개체군 부분만이 미래 세대에 기여하기 때문에, 유리한 돌연변이가 발생하고 모집단에서 영속될 수 있는 자리의 수는 매우 [7]적다.즉, 재결합하지 않는 인구에서는 모든 사이트가 밀접하게 연결되어 있는 것처럼 행동한다.

레퍼런스

  1. ^ a b c 찰스워스, B., M. T. 모건, D.찰스워스, 1993년중성 분자 변이에 대한 유해 돌연변이의 영향.유전학 134: 1289-1303
  2. ^ 1995년 찰스워스, D., B. 찰스워스, M. T. 모건.백그라운드 선택 모델에서의 중성 분자 변동 패턴.유전학 141: 1619-1632
  3. ^ 한, 매튜 W. 2008년분자진화선택이론을 향해.진화 62(2): 255-265.
  4. ^ a b 르완틴, R. C. 1974년진화적 변화를 위한 유전적 기반입니다.컬럼비아 대학교뉴욕, 뉴욕, 프레스.
  5. ^ 허드슨, 리처드 R., 노먼 L. 카플란, 1995년재조합을 통한 유해한 배경 선택.유전학. 141: 1605-1617.
  6. ^ 이난, 히데키, 볼프강 스테판입니다2003. 히치하이킹 및 백그라운드 선택 모델 구분유전학.165: 2307-2312.
  7. ^ 찰스워스, 브라이언 2012년연결된 사이트의 진화에 대한 유해 돌연변이의 영향.유전학.190: 5-22.