دانلود پایان نامه ارشد درباره آلل، جمعيت، جايگاه، ريزماهواره

دانلود پایان نامه

, 2008).
وقوع آلل هاي صفر را مي توان از روي افزايش هموزيگوت ها نسبت به آنچه كه در شرايط هاردي- واينبرگ مورد انتظار است، تشخيص داد. وقوع اين آلل ها با فراواني بالا ممكن است بصورت افزايش تعداد موارد عمل ننمودن PCR بروز نمايد. بايد توجه داشت كه ممكن است آلل صفر قابل تعيين بوده ولي ضعيف باشد. در اثر فرآيند PCR، در يك فرد هتروزيگوت ممكن است آلل صفر ديده نشود، زيرا فرآورده ي آلل غير صفر فرآيند PCR را به زيان آلل صفر پيش خواهد برد. در فردي كه براي آلل صفر هموزيگوت است، ممكن است فرآورده (هر چند ضعيف) ديده شود زيرا در طي واكنش هيچ فرآورده ي ديگري براي رقابت با فرآورده ي صفر وجود ندارد. اين پديده آلل هاي صفر نسبي69 ناميده مي شود و در موجوداتي كه ريز ماهواره هايي بزرگ دارند، به پديده اي معمول تبديل شده است، زيرا بزرگ تر بودن ريزماهواره سبب مي شود ريزماهواره به ريزش آلل هاي بزرگ70 حساس شود. اين ريزش كه اغلب به كيفيت نامناسب DNAي الگو مربوط مي شود به سادگي منجر به افزايش نسبت درست نمايي عمل ننمودن PCR براي فرآورده هاي بزرگ تر مي گردد.
استفاده از بافت هاي قديمي يا ذخيره شده به عنوان منبع PCR و دستورالعمل هاي استخراج سريع DNA، بررسي ريزماهواره ها را به كمك PCR تسهيل نموده است. ولي خرد شدن و آلودگي پروتئيني، تكثير آلل هاي بزرگ را در مقايسه با آلل هاي كوچك كُند كرده و يا متوقف مي سازد. در يك مطالعه معلوم شد كه كمبود معني دار هتروزيگوت ها تنها در جمعيت هايي مشاهده مي شود كه DNA بجاي خون از بافت عضله استخراج شده است. در مطالعاتي كه بر روي نمونه هاي قديمي انجام مي شود و يا در مطالعاتي كه كيفيت DNAي استخراجي آنها نامناسب است، تنها بايستي جايگاه هاي كاملاً مشخص و كوچكتر (bp150) مورد بررسي قرار گيرند تا اُريبي مربوط به نسبت درست نمايي اندازه فرآورده ي PCR كاهش يابد (Bhassa et al., 2008).

1-3-1-8- استراتژي‌هاي نمونه گيري
تنوع ژنتيکي را مي‌توان در سطوح مختلف ازجمله ژنوتيپ افراد يا لاين‌ها، جمعيت ها و گونه‌ها بدست آورد. استراتژي هاي نمونه‌گيري در هر کدام از حالت هاي فوق، بعلت تفاوت در طبيعت مواد ژنتيکي، مختلف خواهد بود. برخلاف لاين‌هاي همخون يا خالص، استراتژي هاي نمونه‌گيري در سطح جمعيت بخاطر عوامل مختلفي نظير لينکاژ، همخوني، مهاجرت و انشقاق زير‌جمعيت‌ها، پيچيده خواهد بود (Mohammadi and Prasanna, 2003).
عموماً، واريانس نمونه‌گيري معيارهاي تنوع به تعداد افراد نمونه‌برداري شده در هر جمعيت، تعداد لوکوس هاي نمونه‌گيري شده، ترکيبات ژنوتيپي و آللي جمعيت، سيستم آميزش و اندازه ي مؤثر جمعيت بستگي دارد. بخش بزرگي از واريانس نمونه‌گيري معيارهاي تنوع، در اثر تفاوت سطوح تنوع در لوکوس هاي يک ژنوم مي‌باشد (Page and Holmes, 1998). اگر لوکوس هاي يکساني در هر جمعيت از يک گونه بررسي شوند، خطاهاي نمونه‌گيري مرتبط با لوکوس هاي نمونه‌گيري شده، بطور قابل توجهي کاهش مي‌يابد (Mohammadi and Prasanna, 2003).
دو اصل مجزاي تنوع ژنتيکي يعني غناي آللي71 و برابري آللي72 را مي‌توان در سطح جمعيت بکار برد. غناي آللي همان تعداد آلل هاي موجود در جمعيت، و وفور آللي، فراواني آلل هاي مختلف در جمعيت است. غناي آللي بصورت ميانگين تعداد آلل ها در هر لوکوس و درصد لوکوس هاي چندشکلي (پلي مورف) بيان مي‌شود. اين معيار به وجود يا عدم وجود آلل هاي کمياب در جمعيت (5درصد به پائين) حساس است. چنين آلل هايي مي‌توانند باعث خطاي نمونه‌گيري زيادي شوند. بنابراين علاوه بر تعداد کل آلل ها، اشاره به تعداد آلل هاي داراي فراواني بالاتراز فراواني آستانه (مثلاً 5 درصد) مفيد است (Page and Holmes, 1998).
وفورآللي بصورت ميانگين هتروزيگوسيتي مشاهده شده، هتروزيگوسيتي مورد انتظار و تعداد مؤثر آلل ها بيان مي‌شود. هيچ کدام از اين معيارها به خطاي نمونه‌گيري مربوط به آلل هاي کمياب، حساس نمي‌باشند. استراتژي نمونه‌برداري، اندازه ي نمونه، و توزيع نمونه ‌ها در زيرجمعيت ها (زيرجمعيت هائي با فراواني آللي مختلف)، احتمال مشاهده ي آلل هاي کمياب را تحت تأثير قرار مي‌دهد (Page and Holmes, 1998).
در نشانگرهاي مولکولي، هزينه نمونه‌برداري از افراد جديد، مستقيماً به اندازه ي نمونه بستگي دارد و احتمال کشف يک آلل اضافي جديد به ازاي هر فرد اضافه شده، بسرعت با افزايش اندازه ي نمونه، کم مي‌شود. در مطالعاتي که هدف آنها بررسي ساختار جمعيت باشد، بايد بين نياز به نمونه‌گيري بزرگ (تا‌حد‌ممکن) با نياز به بررسي تعداد بيشتري جمعيت و نياز به بدست آوردن فراواني آللي براي تعداد بيشتري لوکوس‌ (تاحد ممکن)، تعادل برقرار نمود. هيچ توصيه ساده‌اي نمي‌توان در مورد اندازه نمونه ايده‌آل، تعداد نمونه، يا تعداد لوکوس ها نمود (Mohammadi and Prasanna, 2003).

1-3-1-8-1- اندازه نمونه ي مورد نياز در مطالعات ريزماهواره اي
يكي از موارد مهم براي متخصصين ژنتيك و اصلاح نژاد، تعيين حداقل اندازه نمونه ي مورد نياز براي ارزيابي تغييرپذيري ريزماهواره اي و ارائه تفسيرهاي قابل فهم از داده ها مي باشد. اگر تعداد آلل ها در جايگاه هاي ريزماهواره اي بسيار زياد باشد (هرچه جايگاه ها چند شكل تر باشند)، با تعداد نمونه كم نيز مي توان تغييرپذيري ژنتيكي را بررسي نمود. هنگامي كه نسبت تعداد آلل را به اندازه نمونه در نظر مي گيريم، اين امر بيشتر خود را نشان مي دهد. اكثريت فراواني هاي آللي گزارش شده بر اساس اين نسبت به احتمال زياد كمتر از 5 درصد مي باشند. ع
لاوه بر اين اكثر جمعيت ها با كمتر از 50 درصد حالات آللي احتمالي شرح داده مي شوند. بنابراين اكثريت مطالعاتي كه تا اين تاريخ صورت گرفته است، در رابطه با آلل هاي اختصاصي73(آلل هايي كه تنها در يك موقعيت رخ داده اند) هيچ فرضي را در نظر نگرفته اند. تكنيك هاي عددي براي نمونه سازي74، مانند شبيه سازي مونت كارلو75 و روش زنجيره ماركف76، در تجزيه و تحليل تعداد نمونه ي كم كمك مي نمايند. اما براي بهبود حجم داده هاي گزارش شده و ارائه برآوردهاي صحيح تري از تمايز جمعيت ها، لازم است تعداد نمونه ها افزايش داده شود. اين برآوردهاي دقيق تر در اثر كاهش دامنه ي اطمينان مربوط به اين برآوردها، حاصل مي آيند. اندازه نمونه ي واقعي مورد نياز به ميزان زيادي به گونه ي مورد نظر و نوع جايگاه مورد بررسي بستگي دارد. براي مثال، در مطالعاتي كه تعداد زيادي آلل گزارش مي شود حتماً اندازه نمونه ي بزرگتري لازم است (Mohammadi and Prasanna, 2003).
يك راهكار احتمالي براي كم كردن مشكل اندازه نمونة نسبتاً كم (و در نتيجه زياد بودن دامنه اطمينان داده ها) اين است كه آلل ها را در كلاس هاي اندازه اي معين گروه بندي نمائيم. اينكار موجب كاهش اطلاعات و كاهش دامنه اندازه خاص شده و تعداد گروه هاي آللي انتخاب شده به ميزان زيادي معقول مي گردد. اين راه ممكن است تنها راه غلبه بر سطوح بالاي تغييرپذيري مشاهده شده در برخي جايگاه ها (با بيش از 50 آلل) باشد. تنها آلل هايي كه فراواني پاييني دارند، نياز به گروه بندي دارند و معمولا اين آلل ها در دو انتهاي دامنه اندازه ي آلل رخ مي دهند. در صورتي كه مدل جهش SMM را در نظر داشته باشيم، دسته بندي آلل ها بر مبناي مشابهت اندازه شان نيز مطلوب به نظر مي رسد. تعيين اندازه نمونه اي كه با آن بتوان در يك جايگاه اكثريت آلل ها را به تعداد 5 بار يا بيشتر ارائه نمود، انتظار نابجائي است. اينكار به نمونه هاي خيلي بزرگ نياز دارد و در برخي موارد اين تعداد از تعداد افراد موجود در جمعيت بيشتر است. در چنين مواردي تنها راه حل ممكن، پذيرش تكنيك هاي عددي نمونه سازي، مانند خود راه اندازي، است كه برآوردهايي از ميزان اعتماد به داده ها را از طريق دامنه هاي اطمينان فراهم مي آورند. با وجود آنكه تعيين اندازه مناسب براي ريزماهواره ها غيرممكن است، براي جايگاه هايي كه بين 5 تا 10 آلل نشان ميدهند بايد 50 فرد را منظور نمود (نمونه هاي بزرگتر مطلوبتر خواهد بود) (Mohammadi and Prasanna, 2003).
يكي ديگر از مسائل مربوط به اندازه نمونه، تعداد جايگاه هاي مورد نياز براي بررسي تغييرپذيري ريزماهواره اي است. اين تعداد به ميزان زيادي به پرسش هاي بيولوژيك طرح شده و تغييرپذيري جايگاه هاي مورد استفاده، بستگي دارد. اگر هدف از مطالعه بررسي تمايز جمعيتي باشد، ممكن است براي نشان دادن سطح معني داري از ساختار بين جمعيت ها، يك يا دو جايگاه كافي باشد. با اين وجود، تكنيك هاي نمونه سازي كه واريانس و دامنه اطمينان مربوط به داده هاي خاصي را محاسبه مي كنند، بر روي جايگاه ها انجام مي گيرند. بنابراين برآوردهاي حاصل از تعداد كمي جايگاه مشكوك خواهد بود. توصيه مي شود که براي بدست آوردن دامنه هاي اطمينان معني دار و برآوردهاي واريانس براي آماره هاي F، حداقل بايد پنج جايگاه را بكار برد (Mohammadi and Prasanna, 2003).
مشكل ديگر در رابطه با تعداد جايگاه كم اين است كه به هنگام تشكيل درخت فواصل ژنتيكي، گره هايي كه از طريق خودراه اندازي براي جايگاه ها توليد مي شوند بطور ساختگي بزرگ مي باشند. از آنجائيكه تعداد تحريفات احتمالي بطور قابل ملاحطه اي از موارد نمونه سازي (اغلب 1000) كمتر است و در نتيجه به برآورد واريانس ساختگي و كوچك مي انجامد، امكان ايجاد مقادير ساختگي و بزرگ افزايش مي يابد. بنابراين نمونه سازي به ميزان زياد به همراه كم بودن تعداد جايگاه ممكن است به تفسير نادرستي از توانمندي77 گره هاي78 تعيين شده بيانجامد. از آنجايي كه عواملي مانند آلل هاي صفر و مشكلات فني و مشكلات مربوط به آلل خواني در برخي جايگاه ها ممكن است وجود داشته و باعث اُريب برآوردهاي مربوط به تعادل يا عدم تعادل هاردي- واينبرگ79 گردند، براي بررسي تغييرپذيري درون جمعيتي بايد چندين جايگاه را آزمايش نمود. اگر تفسيرهاي غلط مربوط به داده هاي جمعيتي مورد پذيرش قرار نگرفته باشند، مقايسات تجزيه و تحليل هاي تك جايگاهي و چند جايگاهي ضروري خواهند بود (Mohammadi and Prasanna, 2003).

1-3-1-9- كاربردهاي ريزماهواره ها
در حالت ايده آل، در قالب يك مطالعه ي جمعيتي مي توان روابط خويشاوندي بين افراد را از طريق روش نسبت درست نمايي80 ارزيابي نمود. ريزماهواره ها به سبب ماهيت بسيار متغيرشان براي چنين مطالعاتي بسيار مناسب هستند و کابرد هاي فراواني دارند. از جمله مهمترين کاربرد هاي جايگاه هاي ريزماهواره مي توان به تعيين هويت، آزمون نتاج، آناليز خويشاوندي، تعيين ميزان همخوني، بررسي روابط فيلوژني، نقشه يابي ژنومي، انتخاب به کمک نشانگر و مطالعات مربوط به حفاظت از گونه هاي کمياب و بررسي ميزان تنگنا در اين جمعيت ها اشاره نمود (Mohammadi and Prasanna, 2003).

1-3-1-9-1- تعيين هويت81، آزمون انساب82 و آناليز خويشاوندي83
مطالعات مربوط به بررسي روابط خويشاوندي، آزمون انساب و تعيين اصالت در انسان و حيواناتي همچون اسب كه اصيل بودنشان از اهميت ويژه اي برخوردار است، بسيار مورد توجه مي باشند. چنين مطالعاتي براي مديريت جمعيت هاي اهلي و درك الگوهاي آميزشي در حيات وحش مفيد مي
باشند. در حالت ايده آل، در قالب يك مطالعه ي جمعيتي مي توان روابط خويشاوندي بين افراد را از طريق روش نسبت درست نمايي ارزيابي نمود. ريزماهواره ها به سبب ماهيت بسيار متغيرشان براي چنين مطالعاتي بسيار مناسب هستند. از سوي ديگر، بعنوان مثال در صنايع گوشت با افزايش نگراني مصرف كنندگان از بيماري جنون گاوي، بسيار مايلند تا منشا گوشت هاي آلوده ي موجود در بازار را دانسته و گله ي مربوطه را شناسايي كنند. به عبارت ديگر مي خواهند روشي را بيابند كه يك نمونه گوشت مشكوك را دقيقاً به يك جمعيت خاص (گله اي مشخص) منتسب نمايند (Mohammadi and Prasanna, 2003).

1-3-1-9-2- نقشه يابي ژنومي84
احتمالاً بين 50 تا 100 هزار ژن در هر گونه از پستانداران، آبزيان و پرندگان وجود دارد و اولين گام عمده در مسير كشف ژن ها، خلق نقشه هاي ژنتيكي است. دو شكل از يك نقشة ژنتيكي وجود دارد:
الف) نقشه پيوستگي85 كه شامل فهرست هايي از ژن هاي پيوسته (گروههاي پيوسته) است كه بترتيب خطي و بر طبق كسر نوتركيبي شان مرتب شده اند.
ب) نقشه فيزيكي86 كه موقعيت هر ژن را روي كروموزوم نشان مي دهد (Zhang and Lin, 2002).
بواسطه ي سطوح نسبتاً پايين چندشكلي قابل تشخيص در اكثر جايگاه ها، گسترش اين نقشه ها تا همين اواخر بسيار محدود بود. با ظهور و بكارگيري گسترده ريزماهواره ها كه قادر به تشخيص جامع چندشكلي DNA در هزاران موقعيت در سرتاسر ژنوم مي باشند، بسط نقشه هاي ژنومي سريعتر و ساده ترشده است (Zhang and Lin, 2002).

1-3-1-9-3- تعيين ميزان همخوني
ريزماهواره ها را مي توان براي مطالعه ي آثار سطح همخوني نيز بكار برد. از آلوزايم ها براي مطالعه ي سيستم هاي آميزشي در جمعيت ها استفاده شده است. بواسطه ي سطح پايين چندشكلي در آلوزايم ها، برآورد ضرايب همخوني انفرادي از اين طريق مشكل بوده است و تنها امكان برآورد متوسط سطح همخوني جمعيت وجود دارد. بهرحال در اكثر مطالعات بوم شناختي و تكاملي اغلب اطلاع از ميزان تفاوت افراد از لحاظ سوابق همخوني و برآورد درجات خويشاوندي بين افراد از اهميت خاصي برخوردار است. ميانگين هتروزايگوسيتي يك فرد كه از روي داده هاي ريزماهواره اي اندازه گيري مي شود، بايستي بطور واقعي بازتابي از سطح همخوني باشد. روشهاي آماري پيشرفته جديد، استفاده از نشانگرهاي ريزماهواره اي را در چنين مطالعاتي امكان پذير ساخته است (سالاري علي آبادي، 1385).

1-3-1-9-4- مطالعات مربوط به حفاظت از گونه ها و ژنتيك جمعيت
تصميمات مديريتي عاقلانه تصميماتي هستند كه بر مبناي درك صحيحي از ساختار ذخاير زيستي مورد نظر اتخاذ گردند. ولي قلمروهاي فرضي اين ذخاير زيستي بويژه در محيط هايي همچون اقيانوس ها كاري پيچيده و دشوار است. نشانگرهاي ژنتيكي را مي توان براي تعريف ساختار اين ذخاير بكار برد. سهولت جداسازي، تشخيص و بويژه تغييرپذيري زياد ريزماهواره ها موجب شده است كه ريزماهواره ها عليرغم مدت زمان كوتاهي كه از كشف آنها مي گذرد، به ابزاري توانمند جهت تجزيه و تحليل ژنتيكي جمعيت هاي طبيعي تبديل شوند (Lynch and Walsh, 1998). مطالعات

دیدگاهتان را بنویسید