Hill-Robertson-Effekt - Hill–Robertson effect
In der Populationsgenetik ist der Hill-Robertson-Effekt oder die Hill-Robertson-Interferenz ein Phänomen, das erstmals 1966 von Bill Hill und Alan Robertson identifiziert wurde . Er liefert eine Erklärung dafür, warum die genetische Rekombination einen evolutionären Vorteil haben kann .
Erläuterung
In einer Population endlicher Größe, die einer natürlichen Selektion unterliegt, treten unterschiedliche Ausmaße von Verknüpfungsungleichgewichten (LD) auf. Diese können durch genetische Drift oder durch Mutation verursacht werden und neigen dazu, den Evolutionsprozess durch natürliche Selektion zu verlangsamen .
Dies lässt sich am einfachsten anhand des Falles von Ungleichgewichten erkennen, die durch Mutation verursacht werden: Betrachten Sie eine Population von Individuen, deren Genom nur zwei Gene hat, a und b . Wenn bei einem bestimmten Individuum eine vorteilhafte Mutante ( A ) von Gen a auftritt, werden die Gene dieses Individuums durch natürliche Selektion im Laufe der Zeit in der Population häufiger. Wenn jedoch eine separate vorteilhafte Mutante ( B ) von Gen b auftritt, bevor A zur Fixierung gegangen ist, und zufällig bei einer Person auftritt, die A nicht trägt , dann stehen Personen, die B tragen , und Personen, die A tragen, im Wettbewerb. Wenn eine Rekombination vorliegt, entstehen schließlich Individuen, die sowohl A als auch B (vom Genotyp AB) tragen. Vorausgesetzt, es gibt keine negativen epistatischen Auswirkungen des Tragens von beiden, haben Individuen des Genotyps AB einen größeren selektiven Vorteil als aB- oder Ab- Individuen, und AB wird daher zur Fixierung gehen. Wenn es jedoch keine Rekombination gibt, können AB-Individuen nur auftreten, wenn die letztere Mutation (B) zufällig bei einem Ab-Individuum auftritt. Die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, hängt von der Häufigkeit neuer Mutationen und der Größe der Population ab, ist jedoch im Allgemeinen unwahrscheinlich, es sei denn, A ist bereits fest oder nahezu fest. Daher sollte man erwarten, dass die Zeit zwischen dem Auftreten der A-Mutation und der Fixierung der Population für AB ohne Rekombination viel länger ist. Daher ermöglicht die Rekombination, dass die Evolution schneller voranschreitet. [Hinweis: Dieser Effekt wird oft fälschlicherweise mit "klonaler Interferenz" gleichgesetzt, die auftritt, wenn A- und B- Mutationen bei verschiedenen Wildtyp- ( ab ) Individuen auftreten, und beschreibt die sich daraus ergebende Konkurrenz zwischen Ab- und aB- Linien.]
Joe Felsenstein (1974) zeigte, dass dieser Effekt mathematisch identisch mit dem von RA Fisher (1930) und HJ Muller (1932) vorgeschlagenen Fisher-Muller-Modell ist , obwohl die verbalen Argumente wesentlich unterschiedlich waren. Obwohl der Hill-Robertson-Effekt normalerweise als Beschreibung eines überproportionalen Aufbaus einer Fitness-reduzierenden (im Vergleich zur Fitness steigenden) LD im Laufe der Zeit angesehen wird, haben diese Effekte auch unmittelbare Konsequenzen für die mittlere Fitness der Bevölkerung.