Популяционно статистический метод кратко

Популяционно-статистический метод изучения генетики человека

В популяциях человека, образованных относительно недавним смешиванием отдельных групп предков, таких как афро-американцы, пропускная способность распространяется на большие расстояния, чем в других, менее гетерогенных популяциях. Для заболеваний, которые различаются по распространенности между двумя или более популяциями предков, эта дальняя пропускная способность может быть использована для поиска генетических вариантов, ответственных за этническую разницу в риске заболевания.

Основное замечание состоит в том, что в смешанных популяциях маркеры с локусом, ответственным за этническое различие в риске заболевания, будут иметь большую, чем ожидалось, долю предков от населения высокого риска. Картирование генов может быть выполнено путем поиска узких геномных областей, которые показывают чрезмерные пропорции родословных от одной из составляющих популяций предков в методологии, называемой картированием примеси.

Членство населения в каждом локусе для всех испытуемых должно быть статистически оценено по типичным маркерам. Общепринятая вероятностная модель для описания стохастической вариации в родословной предполагает, что хромосомы могут быть представлены блоками общей генерации, с точками прерывания между соседними блоками, происходящими как пуассоновский процесс, и переходами между смежными предковыми блоками, управляемыми цепью Маркова. По этой модели было построено несколько методов вывода, чтобы оценить происхождение больных хромосом и обнаружить представленные популяции предков.

Моделирующие исследования и аналитические расчеты показывают, что сопоставление примесей имеет несколько преимуществ по сравнению с установленными подходами к картированию на основе популяции, например, для поиска всего генома требуется гораздо меньше маркеров и оно менее подвержено влиянию аллельной гетерогенности.

Общие методы для гаплотипов

Вместо того чтобы рассматривать каждый маркер отдельно, можно совместно тестировать конкретные комбинации аллельных вариантов в серии плотно связанных маркеров на одной и той же хромосоме, то есть гаплотипы. Включая информацию из нескольких соседних маркеров, гаплотипы сохраняют общую структуру и более непосредственно отражают истинные полиморфизмы.

Самый простой способ проверить, существует ли связь между гаплотипом и статусом болезни, — это рассматривать каждый гаплотип как отдельную категорию, возможно, объединяя все редкие гаплотипы вместе в дополнительный класс. Этот процесс обычно выполняется в два этапа: во-первых, оцениваются частоты гаплотипов, затем рассчитывается стандартный тест для ассоциации, например статистическая статистика отношения правдоподобия. Чтобы справиться с раздутой статистикой теста из-за оценки гаплотипа, распределение теста под нулем может быть получено случайным перетасовкой состояния болезни, а затем повторной оценкой частот гаплотипов.

Хотя этот подход позволяет оценить общую связь между гаплотипами и болезнью, он не дает вывода о влиянии конкретных гаплотипов или особенностей гаплотипа. Для решения этих проблем ряд тестов конкретных эффектов гаплотипа основаны на предполагаемой вероятности заболевания, где статус болезни рассматривается как результат, а гаплотипы вводят модель регрессии как ковариаты. Субъекты с двусмысленными гаплотипами размещаются путем вычисления ожидаемого значения ковариатов, обусловленного генотипами субъекта, с использованием предполагаемых частот гаплотипов.

Развитие новых аналитических методов

Вопрос, вызывающий много дискуссий и заправляющий развитие новых аналитических методов, заключается в том, вызваны сложные заболевания одним общим вариантом или многими вариантами, имеющими небольшие эффекты. В распространенной гипотезе об общем заболевании указывается, что генетический риск распространенных заболеваний часто будет вызван аллелями, вызывающими заболевание, обнаруженными на относительно высоких частотах. До сих пор доказательства в его пользу были ограничены.

Допустимо предположить, что общие заболевания, как ожидается, будут контролироваться более сложными генетическими механизмами, характеризующимися совместным действием нескольких генов, причем каждый ген имеет лишь небольшой краевой эффект, возможно, потому, что естественный отбор удаляет гены, имеющие более крупные эффекты. В этом случае группы маркеров следует тестировать совместно для объединения, что может быть сделано двумя основными способами: группируя маркеры вместе в генотипах с несколькими локусами, чтобы основная единица статистического анализа все еще была индивидуальной или через гаплотипы, таким образом эффективно удваивая размер выборки.

Основные методы генетики человека

Генеалогический метод

Этот метод относится к классическим методам генетики и активно используется в генетике человека. В его основе лежит изучение родословных или генеалогических семей. Центральное место здесь занимает исследование и анализ того, как распределяются аномальные признаки в семьях, которые отличаются наличием этого признака. К таким признакам можно отнести какой-либо талант, определенный внешний признак или заболевание, передающееся по наследству.

Также в этом случае обязателен учет степени родства с носителем данного признака.

Благодаря этому методу удалось доказать наследования большинства признаков людей в соответствии с законами Менделя. Есть доказательства того, что отдельные признаки имеют сцепление с полом и локализованы на X-хромосоме.

Близнецовый метод

Не менее эффективный метод исследования — близнецовый. Он предполагает изучение однояйцевых близнецов, которые развиваются из одной яйцеклетки и характеризуются одинаковым генотипом.

У разнояйцевых близнецов генотип разный: разные сперматозоиды оплодотворяют разные яйцеклетки. По этой причине черты разнояйцевых близнецов менее схожи, чем черты однояйцевых.

С помощью этого метода можно проследить взаимодействия генотипа и условной среды обитания и их влияние на развитие человека. Также можно просчитать вероятность проявления признаков некоторых болезней, которые передаются по наследству.

Популяционно-статистический метод

Использование этого метода дает возможность изучать, с какой частотностью встречаются гены, которые определяют проявление определенных наследственных признаков и нормальных признаков.

Пристально изучаются замкнутые, изолированные популяции людей. В частности, горные аулы и кишлаки, труднодоступные джунгли, религиозные общины и прочие места.

С увеличением степени кровного родства происходит переход рецессивных признаков в гомозиготное состояние с последующим их проявлением в фенотипе.

Дерматоглифический метод

Он относится к специфическим методам генетики человека, так как основывается на изучении наследственно обусловленных рисунков, расположенных на кончиках пальцев, ладоней и подошв. Все эти рисунки являются уникальными и напрямую связаны с наследственностью.

Формируются эти рисунки во внутриутробный период развития человека. Не стоит связывать с генетикой хиромантию: генетика не гадает по линиям рук, а изучает особенности того, как проявляются унаследованные черты в различных условиях человеческой среды обитания и характера человеческой деятельности.

Если говорить кратко о генетике человека, то это вся информация, которую вам стоит знать.

Гибридологический метод — система скрещиваний, позволяющая проследить закономерности наследования признаков в ряду поколений.

• целенаправленный подбор родителей, различающихся по одной, двум, трём и т. д. парам альтернативных признаков;
• строгий количественный учёт наследования признаков у гибридов;
• индивидуальная оценка потомства от каждого родителя в ряду поколений.

Анализ родословных применяется для организмов, у которых невозможно скрещивание (человек) или размножение происходит медленно.

С помощью этого метода можно установить особенности наследования признаков. Если признак проявляется в каждом поколении, то он доминантный; если признак проявляется через поколение, то он рецессивный. Если признак чаще проявляется у одного пола, то это признак, сцепленный с полом.

Близнецовый метод позволяет изучать роль генотипа и среды в формировании конкретных признаков организма. Однояйцевые близнецы имеют одинаковый генотип, поэтому они всегда одного пола и похожи друг на друга. Различия, которые возникают у таких близнецов в течение жизни, связаны с воздействием условий окружающей среды.

Цитогенетический метод — микроскопическое изучение числа, формы и размеров хромосом в делящихся клетках организма.

Исследование кариотипа организма с помощью микроскопа используется для установления геномных и хромосомных мутаций.

Биохимический метод — анализ состава веществ, содержащихся в организме, и биохимических реакций, протекающих в его клетках.

• Обучение слепых обучающихся на основе рельефно точечного письма брайля кратко

    

• Тематическое планирование по технологии 2 класс школа россии фгос роговцева

    

• Физическая культура основные понятия кратко

    

• Дайте определение организации и кратко опишите ее особенности

    

• Характеристика службы доу в ооо

Статистические методы генетического анализа

В связи с продвижением в лабораторных технологиях популяционно-статистический метод и генетические эпидемиологические подходы к комплексным заболеваниям быстро меняются, чтобы справиться с огромностью генетических данных. По мере изменения лабораторных технологий появилась возможность генерировать более полные генетические данные геномной генерации с целыми данными последовательности генома.

Возникли проблемы с множественным тестированием и появление редких генетических вариантов, которые были ограничены традиционными статистическими методами, что привело к разработке методов редкого варианта анализа. Текущие исследования сосредоточены не только на анализе отдельных генетических вариантов, но также и на анализе нескольких генетических вариантов, особенно с использованием сетевых методов.

Быстрое развитие генетики

Исследования в области генетики быстро развивались, начиная от исследований отдельных областей и заканчивая широкомасштабными исследованиями генома. И хотя изучение генетических ассоциаций проводятся уже много лет, даже для самых простых анализов существует мало консенсуса относительно наиболее подходящих статистических процедур.

Статистическая генетика — это область сближения генетики и количественного анализа. За последние несколько лет она пережила резкий сдвиг парадигмы, от преимущественно теоретического субъекта, в котором мало возможностей для эмпирических данных до строго ориентированной на определенные дисциплины, где существование больших хранилищ генетических данных позволяет исследователям генерировать и исследовать новые научные гипотезы.

Популяционно-статистический метод изучения генетики человека

В популяциях человека, образованных относительно недавним смешиванием отдельных групп предков, таких как афро-американцы, пропускная способность распространяется на большие расстояния, чем в других, менее гетерогенных популяциях. Для заболеваний, которые различаются по распространенности между двумя или более популяциями предков, эта дальняя пропускная способность может быть использована для поиска генетических вариантов, ответственных за этническую разницу в риске заболевания.

Основное замечание состоит в том, что в смешанных популяциях маркеры с локусом, ответственным за этническое различие в риске заболевания, будут иметь большую, чем ожидалось, долю предков от населения высокого риска. Картирование генов может быть выполнено путем поиска узких геномных областей, которые показывают чрезмерные пропорции родословных от одной из составляющих популяций предков в методологии, называемой картированием примеси.

Членство населения в каждом локусе для всех испытуемых должно быть статистически оценено по типичным маркерам. Общепринятая вероятностная модель для описания стохастической вариации в родословной предполагает, что хромосомы могут быть представлены блоками общей генерации, с точками прерывания между соседними блоками, происходящими как пуассоновский процесс, и переходами между смежными предковыми блоками, управляемыми цепью Маркова. По этой модели было построено несколько методов вывода, чтобы оценить происхождение больных хромосом и обнаружить представленные популяции предков.

Моделирующие исследования и аналитические расчеты показывают, что сопоставление примесей имеет несколько преимуществ по сравнению с установленными подходами к картированию на основе популяции, например, для поиска всего генома требуется гораздо меньше маркеров и оно менее подвержено влиянию аллельной гетерогенности.

У всех созданных человеком наук одна общая цель: удовлетворить познавательные интересы человека и применить полученные знания практически, что позволит человеку решить определенные задачи.

Когда генетика оформилась как самостоятельная отрасль биологии, она дала начало различным направлениям. Стали изучаться грибы, микроорганизмы, растения, животные, а также, безусловно, человек.

Генетика человека является отдельным разделом генетической науки, изучающим специфику проявления наследственности и изменчивости у людей, наследственные заболевания, а также генетическую структуру популяций человека.

Благодаря этой отрасли большинство отраслей современной медицины получило теоретическое обоснование. Помимо медицины у генетики человека отмечается тесная связь с антропологией, эволюционной теорией, социологией и психологией.

Особенности методов генетики человека

Не все методы, которые используются в исследованиях природных явлений, применимы в исследованиях людей — в виду биосоциальной природы человека. Отдельные методы невозможно применить по этическим и гуманным соображениям.

К примеру, недопустимо направленное скрещивание, а также различные эксперименты с мутационным процессом у человека.

Люди обладают определенными биологическими особенностями, которые делают процесс изучения определенных явлений более сложным. Ввиду позднего полового созревания и немногочисленного потомства даже простой статистический анализ вести довольно непросто. Выбирая тот или иной метод исследования, ученые должны учитывать особенности и сложности такого генетического объекта как человек.

Принципы ассоциации

Отличительной особенностью конструкции case-control является то, что испытуемые, включенные в выборку, случайным образом выбираются из данной популяции по статусу болезни ретроспективно. Генетические составы лиц, принадлежащих к двум группам, случаям и контролю, сравниваются в надежде, что их различия в некоторых узких областях генома могут служить причинным объяснением статуса болезни. Среди различных типов генетических маркеров однонуклеотидные полиморфизмы (ОНП) играют центральную роль в картировании сложных заболеваний. По всему человеческому геному существует не менее 10 миллионов ОНП с частотой > 1%, которые, как полагают, составляют около 90% генетической вариации человека.

Основополагающим понятием в картографии ассоциации является неравновесность сцепления между генетическим маркером и локусом, который влияет на изучаемый признак. Она фиксирует отклонение от вероятностной независимости среди аллелей или генетических маркеров. Например, неравновесность сцепления между двумя аллелями, например A и B, можно количественно определить путем измерения разницы между p_AB, вероятностью наблюдения гаплотипа AB (т. е. линейного расположения двух аллелей на одной и той же хромосоме, унаследованной как единое целое) и произведением p_Ap_B, где p_A и p_B— вероятности наблюдения аллелей A и B соответственно. Однако в большинстве случаев гаплотипы не доступны напрямую, и их частоты должны быть с полной вероятностью определены из данных генотипа.

Выводные методы, основанные на вариантах алгоритма минимизации ожиданий, итерационная техника для получения оценок максимального правдоподобия в моделях отсутствующих данных, являются популярным выбором для получения выборочных частот гаплотипов. Задокументирована точность алгоритма минимизации ожиданий для оценки частот гаплотипов при различных схемах моделирования как функции частот аллелей, так и многих других факторов. Недавние разработки используют наблюдение, в котором в коротких регионах гаплотипы в популяции склонны группироваться в группы, и эта кластеризация имеет тенденцию варьироваться вдоль хромосомы.

Результирующие закономерности генетической вариации могут быть хорошо описаны скрытыми марковскими моделями, а оценки параметров были выполнены с помощью алгоритма, чтобы вывести гаплотипическую фазу, а также отсутствующие данные генотипа. Альтернативно мера композитного генотипического неравновесия может быть вычислена непосредственно из двухлокусных генотипических данных, в предположении случайного спаривания, он соответствует вышеупомянутой аллелической меридиане. Ряд других общих коэффициентов и их свойств изучались как аналитически, так и посредством моделирования.

Учебник Биология — Для учащихся медицинских училищ и колледжей — 2016 год

Популяционно-статистический метод — ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Генетическая характеристика популяции (группы особей одного вида, объединенных общей территорией и свободным скрещиванием) заключается в оценке распространенности изучаемого заболевания или признака среди населения. По этим данным определяются частоты генов и соответствующих генотипов в популяции. Популяционная генетика ведет свое начало с 1908 г., с формулировки принципа генетического равновесия Харди—Вайнберга: частоты генотипов по какому-либо гену будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение для идеальной популяции (большая численность, отсутствие мутаций, дрейфа генов, миграций особей из других популяций, равная выживаемость фенотипов). Сумма частот аллелей одного гена (А, а), согласно формуле Харди—Вайнберга pА + gа = 1, в генофонде популяции является величиной постоянной. Сумма частот генотипов аллелей данного гена p2АА + 2pgАа + g2аа = 1 также величина постоянная.

Приведем пример: в одном из городов при обследовании на резус- фактор 16% людей оказались резус-отрицательными (рецессивный признак) и 84% — резус-положительными (доминантный признак).

• Гомозиготы по рецессивному аллелю составляют 16%, или 0,16, отсюда частота рецессивного аллеля а(g) = √ 0,16 = 0,40, или 40%.

• Частота доминантного аллеля А(p) = 1 — 0,40 = 0,60, или 60%.

• Гомозиготы АА =p2 = (0,60)2 = 0,36, или 36%.

• Гетерозиготы Аа = 2pg = 2 х 0,60 х 0,40 = 0,48, или 48%.

Следовательно, среди обследованного населения положительный резус-фактор имели 36% с генотипом АА и 48% с генотипом Аа. В итоге 84% населения были резус-положительными, а 16% — резус-отрицательными (аа).

Анализ распространения отдельных наследственных признаков (генов) в популяциях людей позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов. Однажды возникнув, мутации могут передаваться потомству на протяжении многих поколений. Это приводит к полиморфизму (генетической неоднородности) человеческих популяций. Среди населения Земли практически невозможно (за исключением однояйцевых близнецов) найти генетически одинаковых людей. В гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей (генетический груз), обусловливающих развитие различных наследственных заболеваний. Частота их возникновения зависит от концентрации рецессивного гена в популяции и значительно повышается при заключении близкородственных браков.

ПредыдущаяСледующая

Популяционно-статистический метод и его значение

Статистический генетический анализ количественных признаков в больших родословных является огромной вычислительной задачей из-за необходимости учета независимости среди родственников. С растущим осознанием того, что варианты редких последовательностей могут быть важны в количественных вариациях человека, исследования наследуемости и ассоциации с участием крупных родословных будут увеличиваться по частоте из-за большей вероятности наблюдения нескольких копий редких вариантов среди связанных лиц.

Поэтому важно иметь статистические процедуры генетических испытаний, которые используют всю имеющуюся информацию для извлечения доказательств относительно генетической ассоциации. Оптимальное тестирование ассоциации фенотипов связано с точным вычислением статистики отношения истины, которая требует повторной инверсии потенциально больших матриц

В контексте объединения всей последовательности генома такое вычисление может быть неправильным.