Question:
Dans quelle mesure les différences génétiques entre les humains et les chimpanzés sont-elles dues à la dérive génétique?
Christian
2016-03-09 22:28:16 UTC
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La sélection naturelle et la dérive génétique jouent un rôle dans le changement de notre ADN au fil du temps. Existe-t-il des estimations fiables dans quelle mesure les différences sur l'ensemble du génome entre nous et les chimpanzés sont dues à la dérive génétique et dans quelle mesure sont-elles dues à la sélection naturelle?

Fait intéressant, le taux d'accumulation de nouvelles mutations neutres est indépendant de la taille de la population et est égal à $ \ mu $ (par lignée), où $ \ mu $ est (aussi) le taux de mutation à un locus donné.
@Remi.b: Concentrons-nous sur l'ensemble du génome.
Notez que la plupart des pressions de sélection empêcheront en fait la divergence entre deux lignées soeurs puisqu'elles agissent dans le même sens. Seuls les cas où la sélection diffère entre les lignées provoqueront une divergence. Ce type de sélection est simplement appelé [sélection divergente] (https://en.wikipedia.org/wiki/Divergent_evolution).
En suivant la [théorie neutre de l'évolution moléculaire] (https://en.wikipedia.org/wiki/Neutral_theory_of_molecular_evolution), je prédirais que la plupart des divergences sont dues à une accumulation sur des mutations neutres. (+1)
@Remi.b J'ai toujours appris que la dérive génétique est plus élevée dans les petites populations. C'est discrédité maintenant?
@Rodrigo La perte de polymorphisme au cours du temps (c'est ainsi que l'on pourrait quantifier le concept de dérive génétique) est plus élevée dans une population plus petite. Jetez un œil à [pourquoi-est-la-force-de-la-dérive-génétique-inversement-proportionnelle-à-la-taille-de-la-population] (http://biology.stackexchange.com/questions/14543/why-is- la-force-de-la-dérive-génétique-inversement-proportionnelle-à-la-population-si).
@Rodrigo Cependant, la vitesse à laquelle la mutation neutre se corrige est la même. La raison en est que la probabilité qu'une mutation neutre soit corrigée est $ \ frac {1} {2N} $. Il y a $ 2N \ mu $ nouvelles mutations entrant dans la population à chaque génération et donc le taux de fixation des mutations neutres est $ \ frac {1} {2N} \ cdot 2N \ mu = \ mu $. Ce résultat classique est essentiel pour la reconstruction phylogénétique typiquement car nous pouvons déduire le temps de divergence du taux de divergence neutre sans rien savoir sur $ N $.
Deux réponses:
Erin Giglio
2017-08-01 01:45:13 UTC
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Le moyen le plus simple de savoir si un gène codant pour une protéine particulière a divergé entre deux espèces en raison de la dérive ou de la sélection activement maintenue est de regarder le rapport des mutations synonymes et non synonymes au sein de ce gène. Une mutation synonyme est une mutation qui ne change pas l'identité de l'acide aminé dans cette protéine; une mutation non-synonyme en est une. Les mutations synonymes sont neutres par définition; leur présence nous donne une idée de combien de temps a divergé et à quelle fréquence les mutations dans cette région codante de protéine changent avec le temps.

Un rapport dN / dS (mutation non synonyme à mutation synonyme) de 1 suggère que le principal moteur de changement entre les espèces est un changement purement neutre. Cela signifie généralement que peu importe ce qui se passe avec cette protéine et que c'est un peu inhabituel - je m'attendrais principalement à voir quelque chose comme ça dans un gène qui est en passe de devenir un pseudogène.

Un rapport inférieur à un signifie que les mutations synonymes sont beaucoup plus susceptibles de persister dans cette région que les mutations non synonymes. C'est généralement un signe que la sélection purificatrice se produit - pour une raison quelconque, il est important pour la fonction des deux espèces que ces protéines restent relativement similaires.

Un rapport supérieur à 1 signifie qu'une sélection divergente ou directionnelle se produit et que ce type de protéine change entre les deux espèces car la sélection modifie activement une ou les deux protéines .

Voici un article analysant spécifiquement l'ensemble des génomes humains et chimpanzés à l'aide de cette métrique.

Vous pouvez améliorer cette réponse si vous résumez ce que l'article lié conclut (en général, les réponses sur StackExchange doivent être autonomes; les liens et les références fournissent une assistance, mais nous espérons des réponses ici pour survivre aux liens qui pourraient changer ou disparaître à l'avenir. ).
"Les mutations synonymes sont neutres par définition" c'est faux. Cela ne change pas la forme de la protéine, mais cela change la vitesse / les quantités de synthèse des protéines.
@Christian C'est faux dans la mesure où il s'agit d'une simplification / hypothèse, et utile en plus.
@canadianer: Je ne vois aucune raison pour laquelle il ne devrait pas y avoir de pression évolutive pour augmenter ou diminuer la synthèse d'une certaine protéine et c'est ce que font les mutations synonymes.
Remi.b
2017-10-07 04:52:17 UTC
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Wildman et al. (2003) ont étudié 97 gènes chez les humains et les chimpanzés et ont montré que 30 d'entre eux (~ 31%) ont évolué sous sélection positive. Ce n'est pas en soi une estimation de la fraction des substitutions adaptatives, mais cela donne une idée.

De telles estimations peuvent être assez difficiles à obtenir. Je ne connais aucune estimation de ce genre entre l'homme et les primates, mais j'en connais une sur Drosophila.

Eyre-Walker et Keightley (2009) qui parlent de 40% de toutes les substitutions entre Drosophila melanogaster et D. simulans sont adaptatifs.

La taille des populations étant plus importante dans la lignée Drosophila que dans la lignée Hominidae , je prédirais que la fraction de les substitutions adaptatives seraient significativement plus faibles entre les humains et les chimpanzés (prédiction qui concorde avec Wildman et al. (2003)).

Donc, à la question Combien des différences génétiques entre les humains et les chimpanzés sont-elles dues à la dérive génétique? , je répondrais: plus de 60%! Mais restez prudent en sachant qu’il s’agit d’une estimation vague.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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