FREQUENZE GENOTIPICHE E GENICHE

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1 FREQUENZE GENOTIPICHE E GENICHE Questo documento è pubblicato sotto licenza Creative Commons Attribuzione Non commerciale Condividi allo stesso modo

2 Variabilità genetica a livello del DNA Consideriamo un singolo tratto di DNA non eccessivamente lungo (diciamo un migliaio di coppie di basi) preso a caso dal genoma di una popolazione naturale, e supponiamo di esaminare un campione non proibitivamente grande di individui (diciamo in tutto un migliaio di tratti omologhi indipendenti). Si possono verificare varie situazioni tutte le sequenze di tutti gli individui del campione sono identiche: in questa situazione si dice che il nostro locus è monomorfico. se in un piccolo numero (diciamo da 1 a 10) dei cromosomi campionati identifichiamo una sequenza diversa parliamo di variante rara se troviamo una variante più frequente, diciamo presente in più di 10 cromosomi del nostro campione (frequenza >1%), parliamo di polimorfismo genetico Se nel nostro campione sono presenti più di due diverse sequenze a frequenza apprezzabile (>1%) parliamo di locus multiallelico se infine sono presenti molti alleli diversi (diciamo più di 5) a frequenze apprezzabili, parleremo di locus ipervariabile.

3 Il criterio per definire un locus polimorfico La soglia che distingue un polimorfismo genetico da un locus monomorfico, per il quale eventualmente sono note una o più varianti rare, è arbitraria Il criterio dell' 1% può essere ragionevole (su 50 individui diploidi si trova un eterozigote), ma dipende da una scelta esplicita A volte può essere più indicata una soglia più alta per definire un locus come polimorfico, ad esempio del 5%.

4 Relativit`a del polimorfismo genetico Come è distribuito il polimorfismo genetico rispetto alle sequenze reali del DNA di una popolazione naturale? La risposta dipende molto dal tipo di sequenza che stiamo esaminando, a seconda cioè se si tratta di un segmento codificante o meno, se fa parte di un gene (introne) o no, se al suo interno è presente un microsatellite, ecc. Quindi in generale i livelli di polimorfismo genetico devono essere riferiti a classi specifiche di elementi genetici A quel punto si possono confrontare fra loro i livelli osservati di variabilità genetica, fra loci o fra popolazioni, perchè si stanno esaminando oggetti omogenei fra loro.

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6 DYNAMICS OF A LACTATE DEHYDROGENASE POLYMORPHISM IN THE WOOD LOUSE PORCELLIO SCABER

7 DYNAMICS OF A LACTATE DEHYDROGENASE POLYMORPHISM IN THE WOOD LOUSE PORCELLIO SCABER: risultati della tipizzazione genetica

8 Frequenze alleliche per sistemi codominanti Dunque nel caso di sistemi codominanti si può scrivere la regola generale cioè anche p i = (2n ii + Σ j i n ij )/(2n), p i = (n ii + ½ Σ j i n ij )/n (1) dove pi è la frequenza dell allele i, nii è la numerosità del genotipo omozigote per l'allele i e Σj i nij indica la somma di nij per tutti i valori di j, tranne quando j = i; n è il numero totale degli individui del campione Se le frequenze genotipiche sono espresse in frequenze relative (a somma 1), fij (= nij/n, Σ fij = 1), esse possono essere usate al posto di nii nell eq. (1).

9 La stima delle frequenze alleliche e del loro errore In effetti noi non siamo interessati tanto alla frequenza allelica osservata in un dato campione quanto piuttosto alla frequenza allelica nella popolazione che quel campione rappresenta. Cioè noi esaminiamo un campione assumendo che esso sia rappresentativo della popolazione cui esso appartiene, e inferiamo le proprietà di questa dal campione stesso. Nel caso di sistemi codominanti si può mostrare che la miglior stima della frequenza (π i ) dell i-esimo allele nella popolazione è data dall eq. (1). Quindi semplicemente poniamo π i = p i. Però ci dobbiamo porre il problema dell errore dovuto al campionamento: se si estraggono a caso un numero limitato di genotipi, ci sarà inevitabilmente una certa variazione casuale delle frequenze alleliche calcolate nel campione rispetto a quelle della popolazione, e più è piccolo il campione, più grande è la deviazione che mediamente ci aspettiamo.

10 Errore standard delle frequenze alleliche Assumendo che il campionamento sia multinomiale, la varianza teorica delle frequenze alleliche V(π i ) è data da V(π i ) = π i (1 - π i )/(2N) Questa è la varianza attesa in un gran numero di campioni della stessa dimensione estratti a caso da una popolazioni in cui la frequenza allelica è π i. Quindi l errore standard delle frequenze alleliche [s.e.(p i )] si stima come s.e.(p i ) = V(π i ) ½.

11 Eterogeneità di frequenze alleliche fra popolazioni L errore standard delle frequenze è essenziale per calcolare la significatività delle differenze osservate fra popolazioni. Per esempio, un modo molto semplice per decidere se una differenza osservata fra le frequenze alleliche di due popolazioni è significativa al livello del 5% è quello di calcolare i limiti di confidenza del 95% (95% C.L.) delle frequenze stimate, che si trovano come 95% C.I. = p i ± 1,96 x s.e.(p i ), e controllando se non ci sia sovrapposizione fra i due intervalli delimitati da questi limiti