1.4 Ассортативность скрещиваний. Инбридинг

Created in August 22, 2025

2025   ·   stepik-course-genetics-and-population

1.4 Ассортативность скрещиваний. Инбридинг

модуль 1.4 шаг 4

Выберите верное утверждение.

Выберите один вариант из списка

  • При переходе популяции на самоопыление частота гетерозигот будет снижаться
  • При переходе на самоопыление частота гомозигот в популяции будет снижаться
  • При переходе популяции на самоопыление частота гетерозигот будет увеличиваться
  • При переходе популяции на самоопыление частота гетерозигот не будет изменяться.

модуль 1.4 шаг 6

Давайте рассмотрим популяцию некоторых растений, в которой поддерживаются следующие частоты генотипов по локусу А:

49АА : 42Аа : 9аа

В результате некоторого внешнего воздействия вся популяция одномоментно переходит на самоопыление (самооплодотворение). Рассчитайте частоту гетерозигот в этой популяции через пять поколений (пять скрещиваний с самоопылением). Ответом является десятичная дробь (0 < X < 1) без округления.

Введите численный ответ

Решение



1

 
R: h <- (0.5^5*42)/100

Ответ: 0.013125

модуль 1.4 шаг 7

Рассмотрим несколько более сложный случай. Допустим, что в некоторой популяции поддерживаются следующие частоты аллелей А и а (популяция находится в состоянии равновесия): p = 0.6, q = 0.4.

В результате некоторого воздействия, часть особей (30%) в популяции начинает размножаться самооплодотворением. Остальные особи скрещиваются свободно.

Рассчитайте соотношение особей с различным генотипом в этой популяции через 1 поколение. Приведите соотношение количества особей с генотипом АА, Аа и аа в выборке из 1000 особей через запятую без пробелов.

Подсказка : при расчете частот генотипов в каждом следующем поколении отдельно рассматривайте свободно скрещивающуюся часть популяции и отдельно — ту часть, которая размножается самооплодотворением.

Пример ответа: 480,120,400

Решение

  1. Вычислить р2 =0,36, q2=0.48, 2pq=0.16

2) На долю 70% популяции (700 из 1000) АА=252, Аа=336, аа=112, F1 идентично Р 3) На долю 30% популяции (300 из 1000) АА=108, Аа=144, аа=48. В F1 в результате самоопыления гетерозигот меньше на половину, а гомозигот больше на четверть от гетерозигот: F1 АА=144, Аа=72, аа=84 4) Суммируем F1 от 30% и 70% популяции

Ответ: 396,408,196

модуль 1.4 шаг 9

Отсортируйте следующие браки по убыванию коэффициента инбридинга:

  • Брак между родными братом и сестрой
  • Брак между дядей и племянницей
  • Брак между двоюродными братом и сестрой

модуль 1.4 шаг 10

Рассмотрите следующие три родословные:

В каком из случаев коэффициент инбридинга потомка в последнем поколении будет минимален? Рассчитайте значение F для этой родословной и приведите его в виде десятичной дроби, округленной до тысячных.

Замечание : как и в случае родословной, которая рассматривалась в видео, на схеме показаны исключительно те ветви родословной и предки, которые ведут к общим предкам родственных индивидов, вступающих в брак.

Решение:

  1. Ясно, что чем на больше поколений мы удалимся от общих предков, тем меньше будет F, т.к. с каждым поколением к ним будут добавляться новые аллели от новых родственников (их носители на диаграмме не показаны). тогда нам нужен третий случай.
  2. Сколько раз некая аллель от общего предка должна была передаться в следующее поколение чтобы попасть к потомку в последнем поколении? Считаем: выходит 5 по материнской линии и 5 по отцовской, т.е. 10. И каждый раз шанс был 50/50 (или 1/2). Тогда шанс каждой аллели в итоге дойти до потомка от обоих родителей будет (1/2)^10. Но, так как всего аллелей у 2х общих предков 4, то результат мы умножаем на 4. Получается ~0.004.

Ответ: 0.00390625

модуль 1.4 шаг 12

Задание для получения сертификата с отличием.

Коэффициент инбридинга используется в некоторых биоинформатических инструментах для определения сайтов (локусов), в которых генотипирование прошло неудачно. Так, если коэффициент инбридинга, оцененный исходя из генотипов, оказывается сильно отрицательным (например, \(F<−0.8\)), то сайт исключается из дальнейшего анализа. Подумайте, какому распределению генотипов соответствует сильно отрицательное значение \(F\) (исходя из определения), и о чем может свидетельствовать такое распределение в эксперименте.

Допустим, в некотором исследовании провели генотипирование 67 представителей популяции по 100 маркерным локусам. Полученные результаты представлены в файле gt_data.tsv. Каждая строка в файле соответствует одному локусу, каждый столбец (начиная со второго) — одному представителю популяции. В первом столбце указан идентификатор варианта по базе dbSNP.

Результаты генотипирования представлены следующим образом:

  • 0/0 - гомозигота по аллели \(A\);
  • 0/1 - гетерозигота;
  • 1/1 - гомозигота по аллели \(а\).
  • Рассчитайте коэффициент инбридинга \(F\) в каждом из локусов. Найдите локус, который, в соответствии с изложенными выше правилами, является низкокачественным и должен быть удален из анализа.

Ответом является идентификатор по базе dbSNP (значение первой колонки).

Решение



1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

 
data <- read.csv("C:\\......\\gt_data.tsv", sep = "\t", header = F, row.names = 1)  
FFun <- function(x){
    aa <- sum(x == "1/1")
    Aa <- sum(x == "0/1")
    AA <- sum(x == "0/0")
    p <- (AA*2 + Aa)/67
    q <- 1 - p
    h <- Aa/(2*p*q)
    f <- 1-h
      print(f)
  }
  
result <- apply(data, 1, FFun)
print(which.min(result))

Ответ: rs3738815