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61 Cards in this Set
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Was ist eine Genotyp?
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Der Begriff „Genotyp“ bezieht sich auf die vollständige Kombination aller Allele / aller Loci eines Organismus
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Was ist ein Allel?
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Eine von 2 (diploider Organismus) Zustandsformen desselben Gens die sich in der DNA Sequenz unterscheiden
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Die Anpassung der Taschenmaus
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Wann spricht man von Polymorphismus?
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Wenn es in der Population verschiedene Allele an einem Lokus gibt.
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Die Genotyp Phänotyp Fitness Relation 3
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Derselbe Phänotyp kann in verschiedenen Populationen durch dieselbe ( a ) oder unterschiedliche ( b ) Genotypen hervorgerufen werden.
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Die Genotyp Phänotyp Fitness Relation 2
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Unterschiedliche Genotypen können
zu demselben Phänotypen führen |
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Die Genotyp Phänotyp Fitness Relation 1
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Unterschiedliche Phänotypen können dieselbe Fitness besitzen.
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Wie verändern sich allel Frequenzen?
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Alle natürlichen Populationen sind endlich!
Folge... |
Es kommt zu genetischer Drift
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Welches Konzept nutzt man um herauszufinden wie groß die Drift in natürlichen Populationen ist?
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Ne Die (genetisch) effektive Populationsgröße
Bei KLEINEN Ne ist die genetische Drift HOCH Bei GROSSEN Ne ist die genetische Drift KLEIN |
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Was sind die Merkmale der effektive Populationsgröße Ne?
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Sie dient dazu die kleinste überlebensfähige (Fortpflanzungsfähige) Population zu berechnen
Sie quantifiziert den erwarteten Drift in einer natürlichen Population Bei KLEINEN Ne ist die genetische Drift HOCH ==>führt schnell zur Fixierung eines Allels Bei GROßEN Ne ist die genetische Drift KLEIN ==>Fixierung eines Allels unwahrscheinlich |
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Welche Faktoren führen zu einem niedrigem Ne/N- Verhältnis?
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1. Geschlechter-Verhältnis verschoben ==> zu viele Frauen oder Männer
2. Fluktuierende Populationsgrößen 3. Ungleichmäßiger Fortpflanzungserfolg Häufig Bei Pflanzen: Verwandtschaftsstruktur im Raum / Selbstbefruchtung |
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Beispiel für Schwankende Populationsgröße.
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Was sind die Merkmale der Genetischen Drift?
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1. Sie kann Selektion überlagern
2. Selbst vorteilhafte Allele können durch Drift verschwinden! 3. Je kleiner die Ne desto stärker ist die Drift gegenüber Selektionsprozessen. 4. Die Allelfrequenzen ändern sich nicht immer durch Selektion. |
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Was passiert wenn eine panmiktische Population getrennt wird?
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Drift zwischen Sub-Populationen führt zu genetischer Differenzierung.
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Wie messen wir genetische Differenzierung?
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Fst= ( Htotal - Hsub) / Htotal
Fst misst den Grad der Fixierung der Subpopulation relativ zur maximal möglichen Heterozygotie (Differenzierung) in der gesamten Population F= Fixierungskoeffizient H= Heterozygotie st=Sub Population zu Totaler Population Fruchtfliegen Beispiel Nach 19 Gen. haben alle für Allel X die Frequenz 50% 50% ist potenziell mögliche Heterozygotie für die Gesamten Population. H=total==> 0,5 Die meisten subPopulationen sind entweder für das eine oder andere Allel fixiert. Hsub ist daher 0 FST = ( 0,5 - 0) / 0,5 = 1 Zwischen 0 und 1 0 keine Fixierung------> keine differenzierte Subpopulationen 1 maximale Fixierung -----> ausgeprägte Populationsstruktur |
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Wozu messen wir Fst/Populationsstruktur?
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Sie ermöglicht Rückschlüsse auf wichtige Prozesse wie Migrationsraten , Isolationsgrad ,Verinselung
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Was kann die genetische Differenzierung (Fst) erniedrigen?
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Genfluss,Migration
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Warum berechnen wir das Produkt Ne x m ?
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Wie hoch ist die WAHRSCHEINLICHKEIT der Fixierung einer neutralen Mutation über längere Zeiträume?
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Prob(fix) = 1/(2N) (Warscheinlichkeit, dass die Mutation fixiert wird)
Prob(loss) = 1-(1/(2N)) (Warscheinlichkeit, dass Mutation wieder verloren geht) Bsp: bei N = 50: Prob(loss) = 1-(1/100) = 1-0,01= 0,99 |
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Wie lange DAUERT es bis zur Fixierung?
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Dauer(fix) = 4Ne (Generationen)
Genetisch effektiv große Populationen (Ne) haben also mehr genetische Vielfalt (Polymorphismus), da Fixierung neutraler Mutationen länger dauert |
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Was passiert wenn eine Mutation einen SelektionsNachteil vermittelt?
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wird in der Regel relativ schnell fixiert
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Was passiert wenn eine Mutation einen SelektionsNACHTEIL vermittelt?
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wird in der Regel durch Selektion eliminiert
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Was passiert wenn eine Mutation SelektionsNEUTRAL ist?
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Wird im Schnitt in 4Ne Generationen fixiert
Die Wahrscheinlichkeit dazu ist 1/(2N) |
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Was besagt die zentrale Aussage der Neutralen Theorie nach Kimura (1983) ?
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Die meisten beobachteten Polymorphismen in einer Population sind selektionsneutral.
Das wiederspricht NICHT der Auffassung ,dass adaptive Evolution (durch selektion) Hauptprozess der Evolution ist! |
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Was sind die Merkmale von SNP Single Nucleotide Polymorphism (Einzelnukleotid-Unterschied)?
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Häufigster Polymorphismus in allen Genomen
synonymer Polymorphismus in einem Gen |
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Zusammenfassung
Neutrale Evolution |
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Was macht man mit QTL-mapping ?
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Die Definition für Selektion und Fitness!
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Absolute Fitness (W)
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Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmter Genotyp von der Zygote bis zur Fortpflanzung überlebt x Anzahl Nachkommen
Bsp: WTyp A = 2/3 x 5 = 10/3, bedeutet dass 2/3 der Tiere bis zur Geschlechtsreife bzw. Fortpflanzung überleben und jedes Tier dann 5 Nachkommen kriegt |
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Realtive Fitness
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Genotyp mit kleinerer Fitness = 1, weitere Genotypen als Vielfaches davon
Bsp: absolute Fitness: WTyp A = 2/3 x 5 = 10/3 WTyp B = 1/2 x 4 = 2 relative Fitness: WTyp A = (10/3) / 2 = 1,67 WTyp B = 1 |
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Dominanz und Rezessivität
bei vollständiger Dominanz des Allels A1 |
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Dominanz und Rezessivität
bei vollständiger Rezessivität des Allels A1 |
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Dominanz und Rezessivität
keine Dominanz Additivität (intermediärer Erbgang) |
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Dominanz und Rezessivität
bei partielle Dominanz des Allels A1 |
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Dominanz und Rezessivität
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Wirkung von Selektion?
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Wirkung von Selektion?
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Wirkung von Selektion?
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Wirkung von Selektion?
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Wie breitet sich ein vorteilhaftes Allel aus wenn es DOMINANT ist? (h=1)
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==> nimmt erst sehr schnell zu, dann ganz langsam
Daraus folgt auch ==> Negative rezessive Allele bleiben lange in der Population |
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Wie breitet sich ein vorteilhaftes Allel aus wenn es REZESSIV ist? (h=0)
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Selektion wirkt erst langsam,da bei niedriger Frequenz von A1 die meisten Träger des Allels heterozygot sind und somit keinen Fitnessvorteil besitzen
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Wie breitet sich ein vorteilhaftes Allel aus wenn es ADDITIV ist?
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Wie bereitet sich ein vorteilhaftes Allel in Abhängigkeit von stärke der Selektion
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Zusammenwirken von Drift und Selektion
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In allen Populationen (klein und groß) wirken sowohl
Drift- als auch Selektion, aber ihre relative Bedeutung ist unterschiedlich. In kleinen Populationen wirkt Drift relativ stärker, das heißt von seltenen Ausnahmen abgesehen, haben dort nur Mutationen mit recht starkem Selektionsvorteil eine Chance, sich zu etablieren. |
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Was erhält genetische Variabilität?
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Mutation
Rekombination Heterozygotenvorteil Frequenzabhängige Selektion |
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Was beseitigt genetische Variabilität?
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Selektion und Gendrift
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Aus was besteht balancierter Polymorphismus?
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Heterozygotenvorteil und Frequenzabhängiger Selektion
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Mutations Selektions Gleichgewicht
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Mutations Selektions Gleichgewicht 2
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Mutations Selektions Gleichgewicht 3
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Heterozygoten Vorteil Rechnung
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Heterozygoten Vorteil Rechnung 1
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Take Home Hetero und Frequenz
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Pleiotropie
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1 Genort beeinflusst mehrere Merkmale
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Polygene Merkmale
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Ein Merkmal wird von mehreren Genorten (Loci) beeinflusst
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Mehrere Loci können auch verschiedene Merkmale beeinflussen
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unabhängige Segregation
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Genetische Kopplung
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Kopplung und Kopplungs - Ungleichgewicht
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