Desequilibrio de ligamento

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura

En xenética de poboacións, o desequilibrio de ligamento é unha asociación non aleatoria de alelos en diferentes loci. Dise que os loci están en desequilibrio de ligamento cando a frecuencia da asociación dos seus diferentes alelos é maior ou menor do que se esperaría se os loci fosen independentes e se asociasen aleatoriamente.[1] Se non hai desequilibrio de ligamento entre alelos en diferentes loci dise que están en equilibrio de ligamento.

O desequilibrio de ligamento está influenciado por moitos factores, como a selección, a taxa de recombinación, a taxa de mutación, a deriva xenética, o sistema de apareamento, a estrutura da poboación, e o ligamento xenético. Como resultado, o patrón de desequilibrio de ligamento nun xenoma é un poderoso sinal dos procesos de xenética de poboacións que a están estruturando.

Malia o seu nome, pode existir desequilibrio de ligamento entre alelos situados en diferentes loci que non teñen ningún tipo de ligamento xenético entre eles e independentemente de se as frecuencias alélicas están ou non en equilibrio (non cambian co tempo).[1] Ademais, o desequilibrio de ligamento denomínase ás veces desequilibrio de fase gamética;[2] aínda que o concepto tamén se aplica a organismos con reprodución asexual, polo que non depende da presenza de gametos.

Definición formal[editar | editar a fonte]

Supoñamos que entre os gametos que se formaron nunha poboación con reprodución sexual, o alelo A aparece cunha frecuencia nun locus (é dicir, é a proporción de gametos con A no primeiro locus), mentres que nun locus diferente un alelo B aparece cunha frecuencia . De xeito similar, sexa a frecuencia de aparición de A e B xuntos no mesmo gameto (é dicir, é a frecuencia do haplotipo AB).

A asociación entre os alelos A e B pode ser considerada como completamente aleatoria cando a probabilidade de que A e B aparezan xuntos nun gameto seleccionado ao azar é a probabilidde de que A e B aparezan independentemente no mesmo gameto, o cal vén dado por . Se difire de por calquera razón, entón hai asociación non aleatoria entre A e B e dicimos que hai desequilibrio de ligamento entre eses alelos.

O nivel de desequilibrio de ligamento entre A e B pode cuantificarse polo coeficiente de desequilibrio de ligamento , que se define como

.

O desequilibrio de ligamento corresponde a . No caso de que temos que e os alelos A e B dise que están en desequilibrio de ligamento. Os subíndices AB en enfatizan que é unha propiedade dos alelos A e B. Diferentes alelos no mesmo loci poden ter diferentes coeficientes de desequilibrio de ligamento.

O desequilibrio de ligamento pode definirse de maneira similar para poboacións asexuais usando frecuencias alélicas da poboación. Ademais, é tamén posible definir o desequilibrio de ligamento entre tres ou máis alelos, aínda que estas asociacións de orde superior non se usan comunmente na práctica.[1]

Medidas de desequilibrio de ligamento derivadas de [editar | editar a fonte]

O coeficiente de desequilibrio de ligamento non sempre é unha medida conveniente do desequilibrio de ligamento porque o seu intervalo de posibles valores depende das frecuencias dos alelos aos que se refire. Isto fai difícil comparar o nivel de desequilibrio de ligamento entre diferentes pares de alelos.

Richard Lewontin[3] propuxo normalizar D dividíndoo polo máximo teórico das frecuecnias alélicas observadas da seguinte maneira:

onde

Unha alternativa a é o coeficiente de correlación entre pares de loci, que se expresa como

.

Exemplo: Dous loci e dous alelos[editar | editar a fonte]

Consideremos os haplotipos para dous loci A e B con dous alelos cada un (modelo de dous locus e dous alelos). Entón, a seguinte táboa define as frecuencias de cada combinación:

Haplotipo Frecuencia

Nótese que estas son frecuencias relativas. Poden usarse as frecuencias anteriores para determinar a frecuencia de cada un dos alelos:

Alelo Frecuencia

Se os dous loci e os alelos son independentes un do outro, entón podemos expresar a observación da presenza de como "encóntrase e encóntrase ". A táboa superior contén unha listaxe das frecuencias de , , e de , , polo que a frecuencia de é , e segundo as regras estatísticas elementais .

A desviación da frecuencia observada dun haplotipo do esperado é unha cantidade[4] chamada desequilibrio de ligamento[5] e normalménte desígnase como D (en maiúscula):

A seguinte táboa ilustra a relación entre as frecuencias do haplotipo e as frecuencias alélicas e D.

Total
        
Total   

Papel da recombinación[editar | editar a fonte]

En ausencia de forzas evolutivas distintas do apareamento aleatorio, segregación mendeliana, segregación cromosómica aleatoria, e entrecruzamento cromosómico (é dicir, en ausencia de selección natural, endogamia, e deriva xenética), a medida do desequilibrio de ligamento converxe a cero no eixe do tempo a unha taxa que depende da magnitude da taxa de recombinación entre os dous loci.

Usando a notación anterior, , podemos demostrar esta converxencia a cero da seguinte meneira: Na seguinte xeración, , a frecuencia do haplotipo , convértese en

Isto é así porque unha fracción dos haplotipos na descendencia non se recombinou, e son copias dun haplotipo aleatorio dos seus proxenitores. Unha fracción deses son . Unha fracción recombinou eses dous loci. Se os proxenitores son o resultado de apareamento aleatorio, a probabilidade da copia nun locus tendo o alelo é e a probabilidade da copia no locus tendo o alelo é , e como estas copias están inicialmente nos dous gametos que formaron o xenotipo diploide, estes son sucesos independentes polo que as probabilidades poden multiplicarse.

Esta fórmula pode reescribirse como

polo que

onde na xeración enésima desígnase como . Así, temos que

.

Se , entón , polo que converxe a cero.

Se nalgún momento observamos desequilibrio de ligamento, este desaparecerá no futuro debido á recombinación. Porén, canta menor é a distancia entre os dous loci, menor será a velocidade de converxencia de a cero.

Recursos[editar | editar a fonte]

Unha comparación de diferentes medidas de LD aparece en Devlin & Risch.[6]

O International HapMap Project permite o estudo de LD en poboacións humanas online. O proxecto Ensembl integra datos HapMap con outra información xenética de dbSNP.

Análise de programas[editar | editar a fonte]

Programas de simulación[editar | editar a fonte]

  • Haploid — unha biblioteca C para a simulación de xenética de poboacións (GPL)

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 1,2 Slatkin, Montgomery (June 2008). "Linkage disequilibrium — understanding the evolutionary past and mapping the medical future". Nature Reviews Genetics 9 (6): 477–485. doi:10.1038/nrg2361. 
  2. Falconer, DS; Mackay, TFC (1996). Introduction to Quantitative Genetics (4th ed.). Harlow, Essex, UK: Addison Wesley Longman. ISBN 0-582-24302-5. 
  3. Lewontin, R. C. (1964). "The interaction of selection and linkage. I. General considerations; heterotic models". Genetics 49 (1): 49–67. PMC 1210557. PMID 17248194. 
  4. Robbins, R.B. (1 July 1918). "Some applications of mathematics to breeding problems III". Genetics 3 (4): 375–389. PMC 1200443. PMID 17245911. 
  5. R.C. Lewontin & K. Kojima (1960). "The evolutionary dynamics of complex polymorphisms". Evolution 14 (4): 458–472. ISSN 0014-3820. JSTOR 2405995. doi:10.2307/2405995. 
  6. Devlin B.; Risch N. (1995). "A Comparison of Linkage Disequilibrium Measures for Fine-Scale Mapping" (PDF). Genomics 29 (2): 311–322. PMID 8666377. doi:10.1006/geno.1995.9003. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 02 de decembro de 2008. Consultado o 29 de maio de 2019. 
  7. Hao K.; Di X.; Cawley S. (2007). "LdCompare: rapid computation of single- and multiple-marker r2 and genetic coverage". Bioinformatics 23 (2): 252–254. PMID 17148510. doi:10.1093/bioinformatics/btl574. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Bibliografía[editar | editar a fonte]