Was ist selektiver Sweep?

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Selektives Sweep oder genetisches Trampen ist ein Genetik und Evolutionsbegriff, der erklärt, wie Allele für günstige Anpassungen und die damit verbundenen Allele in ihrer Nähe auf Chromosomen , werden aufgrund natürlicher Auslese häufiger in einer Population gesehen.

Was sind starke Allele?

Natürliche Auslese arbeitet, um das günstigste zu wählen Allele für eine Umgebung, um eine Art zu erhalten, die diese Eigenschaften von Generation zu Generation weitergibt. Je günstiger das Allel für die Umwelt ist, desto wahrscheinlicher werden die Individuen, die dieses Allel besitzen, lange genug leben, um sich fortzupflanzen und dieses wünschenswerte Merkmal an ihre Nachkommen weiterzugeben. Schließlich werden unerwünschte Merkmale aus der Population gezüchtet und nur die starke Allele wird verlassen, um fortzufahren.

Wie ein selektiver Sweep abläuft

Die Auswahl dieser bevorzugten Merkmale kann sehr stark sein. Nach einer besonders strengen Auswahl für eine Eigenschaft, die am wünschenswertesten ist, findet ein selektiver Sweep statt. Nicht nur die Gene, die für die günstige Anpassung kodieren, werden häufiger und häufiger in der Bevölkerung zu sehen sein, auch andere Merkmale, die von Allelen kontrolliert werden, die sich in unmittelbarer Nähe zu diesen günstigen Allelen befinden, werden ebenfalls selektiert, unabhängig davon, ob sie gut sind oder schlechte Anpassungen.

Diese zusätzlichen Allele, auch „genetisches Trampen“ genannt, begleiten die Selektionsfahrt. Dieses Phänomen kann der Grund dafür sein, dass einige scheinbar unerwünschte Eigenschaften weitergegeben werden, auch wenn es die Population nicht zum „Stärksten“ macht. Ein Hauptfach Missverständnis Wie natürliche Selektion funktioniert, ist die Idee, dass, wenn nur nach den wünschenswerten Merkmalen selektiert wird, alle anderen negativen Faktoren, wie z. B. genetische Krankheiten, aus der Population ausgezüchtet werden sollten. Diese nicht so günstigen Eigenschaften scheinen jedoch fortzubestehen. Einiges davon könnte durch die Idee des selektiven Sweep und des genetischen Trampens erklärt werden.

Beispiele für selektives Sweep beim Menschen

Kennen Sie jemanden, der laktoseintolerant ist? Menschen, die an einer Laktoseintoleranz leiden, können Milch oder Milchprodukte wie Käse und Eiscreme nicht vollständig verdauen. Laktose ist eine Zuckerart, die in Milch vorkommt und das Enzym Laktase benötigt, um abgebaut und verdaut zu werden. Menschliche Säuglinge werden mit Laktase geboren und können die Laktose verdauen. Bis zum Erreichen des Erwachsenenalters verliert jedoch ein großer Prozentsatz der menschlichen Bevölkerung die Fähigkeit, Laktase zu produzieren, und kann daher nicht mehr damit umgehen, Milchprodukte zu trinken oder zu essen.

Rückblick auf unsere Vorfahren

Vor etwa 10.000 Jahren, unsere menschliche Vorfahren erlernte die Kunst des Ackerbaus und begann anschließend, Tiere zu zähmen. Die Domestizierung von Kühen in Europa ermöglichte es diesen Menschen, Kuhmilch für die Ernährung zu verwenden. Im Laufe der Zeit besaßen diejenigen Personen, die das Allel zur Herstellung von Laktase hatten, die vorteilhafte Eigenschaft gegenüber denen, die die Kuhmilch nicht verdauen konnten.

Bei den Europäern fand ein selektiver Sweep statt, und die Fähigkeit, sich aus Milch und Milchprodukten zu ernähren, wurde sehr positiv ausgewählt. Daher besaß die Mehrheit der Europäer die Fähigkeit, Laktase herzustellen. Andere Gene trampten mit dieser Selektion mit. Tatsächlich schätzen die Forscher, dass ungefähr eine Million Basenpaare der DNA mit der Sequenz, die für das Laktaseenzym kodiert, per Anhalter mitgefahren sind.

Ein weiteres Beispiel ist die Hautfarbe

Ein weiteres Beispiel für einen selektiven Sweep beim Menschen ist die Hautfarbe. Als die menschlichen Vorfahren aus Afrika zogen, wo dunkle Haut ein notwendiger Schutz vor den direkten ultravioletten Strahlen der Sonne ist, bedeutete weniger direktes Sonnenlicht, dass die dunklen Pigmente nicht mehr zum Überleben notwendig waren. Gruppen dieser frühen Menschen zogen nach Norden nach Europa und Asien und verloren allmählich die dunkle Pigmentierung zugunsten einer helleren Färbung der Haut.

Dieser Mangel an dunkler Pigmentierung wurde nicht nur begünstigt, sondern auch ausgewählte, nahe gelegene Allele, die die Stoffwechselrate kontrollierten, per Anhalter mitgenommen. Stoffwechselraten wurden für verschiedene Kulturen auf der ganzen Welt untersucht und es wurde festgestellt, dass sie sehr eng mit der Art des Klimas korrelieren, in dem die Person lebt, ähnlich wie die Gene für die Hautfärbung. Es wird vermutet, dass das Gen für die Hautpigmentierung und das Gen für die Stoffwechselrate bei den frühen menschlichen Vorfahren an demselben selektiven Sweep beteiligt waren.