Нуклеотидное разнообразие

Нуклеотидное разнообразие — это концепция молекулярной генетики , которая используется для измерения степени полиморфизма внутри популяции.^[1]

Одна из широко используемых мер нуклеотидного разнообразия была впервые введена Неем и Ли в 1979 году. Эта мера определяется как среднее количество различий нуклеотидов на сайт между двумя последовательностями ДНК во всех возможных парах в выборочной популяции и обозначается . ${\displaystyle \pi }$

Оценка для дается следующим образом: ${\displaystyle \pi }$

${\displaystyle {\hat {\pi }}={\frac {n}{n-1}}\sum _{ij}x_{i}x_{j}\pi _{ij}={\frac {n}{n-1}}\sum _{i=2}^{n}\sum _{j=1}^{i-1}2x_{i}x_{j}\pi _{ij}}$

где и – соответствующие частоты th и th последовательностей, – количество нуклеотидных различий на нуклеотидный участок между th и th последовательностями, и – количество последовательностей в образце. Член перед суммами гарантирует несмещенную оценку, которая не зависит от того, сколько последовательностей вы выбираете. ^[2] ${\displaystyle x_{i}}$ ${\displaystyle x_{j}}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle j}$ ${\displaystyle \pi _{ij}}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle j}$ ${\displaystyle n}$

Нуклеотидное разнообразие является мерой генетической изменчивости . Обычно это связано с другими статистическими показателями разнообразия популяции и аналогично ожидаемой гетерозиготности . Эту статистику можно использовать для мониторинга разнообразия внутри или между экологическими популяциями, для изучения генетических вариаций сельскохозяйственных культур и родственных видов ^[3] или для определения эволюционных связей. ^[4]

Разнообразие нуклеотидов можно рассчитать путем непосредственного изучения последовательностей ДНК или можно оценить на основе данных молекулярных маркеров, таких как данные случайной амплифицированной полиморфной ДНК ( RAPD ) ^[5] и данные амплифицированного полиморфизма длины фрагмента ( AFLP ). ^[6]

Программное обеспечение

• DnaSP — Полиморфизм последовательностей ДНК — это пакет программного обеспечения для анализа полиморфизма нуклеотидов на основе данных выровненных последовательностей ДНК.
• MEGA, Молекулярно-эволюционно-генетический анализ, представляет собой пакет программного обеспечения, используемый для оценки скорости молекулярной эволюции , а также создания филогенетических деревьев и выравнивания последовательностей ДНК. Доступно для Windows, Linux и Mac OS X (начиная с версии 5.x).
• Программное обеспечение Arlequin3 можно использовать для расчета разнообразия нуклеотидов и множества других статистических тестов для внутрипопуляционного и межпопуляционного анализа. Доступно для Windows.
• Варискан
• Пакет R PopGenome
• пикси
• Пакет R QSutils

Рекомендации

1. Ней, М.; Масатоши Нэй; Вэнь-Сюн Ли (1 октября 1979 г.). «Математическая модель для изучения генетической изменчивости эндонуклеаз рестрикции». ПНАС . 76 (10): 5269–73. Бибкод : 1979PNAS...76.5269N. дои : 10.1073/pnas.76.10.5269 . ПМК 413122 . ПМИД  291943. 
2. Ней, М; Тадзима, Ф. (январь 1981 г.). «Полиморфизм ДНК, выявляемый эндонуклеазами рестрикции». Генетика . 97 (1): 145–63. дои : 10.1093/генетика/97.1.145. ПМЦ 1214380 . ПМИД  6266912. 
3. Килиан, Б; Озкан Х; Вальтер А; Коль Дж; Даган Т; Саламини Ф; Мартин В. (декабрь 2007 г.). «Молекулярное разнообразие в 18 локусах в 321 дикой и 92 одомашненных линиях не обнаруживает снижения нуклеотидного разнообразия во время одомашнивания Triticum monococcum (Einkorn): значение для возникновения сельского хозяйства». Молекулярная биология и эволюция . 24 (12): 2657–68. дои : 10.1093/molbev/msm192 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-37D5-9 . ПМИД  17898361.
4. Ю, Н.; Дженсен-Симан М.И.; Чемник Л; Райдер О; Ли WH (март 2004 г.). «Нуклеотидное разнообразие у горилл». Генетика . 166 (3): 1375–83. дои : 10.1534/генетика.166.3.1375. ПМЦ 1470796 . ПМИД  15082556. 
5. Боровски, Ричард Л. (январь 2001 г.). «Оценка разнообразия нуклеотидов на основе случайно амплифицированной полиморфной ДНК и данных полиморфизма длины амплифицированных фрагментов». Молекулярная филогенетика и эволюция . 18 (1): 143–8. дои : 10.1006/mpev.2000.0865. ПМИД  11161751.
6. Иннан, Хидеки; Рёхей Тераучиб Гюнтер Кальб; Фумио Тадзима (1 марта 1999 г.). «Метод оценки разнообразия нуклеотидов на основе данных AFLP». Генетика . 151 (3): 1157–64. doi : 10.1093/генетика/151.3.1157. ПМЦ 1460529 . ПМИД  10049931.