Modelado Básico en Genética Cuantitativa

Soy bastante malo pensando en modelos de genética cuantitativa. Estoy tratando de obtener una comprensión básica del modelado de la evolución de un rasgo cuantitativo. Por lo tanto, estoy pidiendo ayuda para analizar un modelo muy simple. Doy la bienvenida a cualquier explicación de algún otro modelo clásico de la evolución de los rasgos cuantitativos.

Guión

Considere una población haploide de tamaño constante norte . La aptitud de los individuos está determinada exclusivamente por un único rasgo cuantitativo z . yo códigos loci para este rasgo. El valor genético en cada locus se suma para dar el rasgo cuantitativo. z . La tasa de mutación en cada locus es m . Una mutación cambia el valor genético en cualquier locus dado por + Δ z con probabilidad 1 2 y por Δ z con probabilidad 1 2 . Si prefiere considerar que los efectos de una mutación se extraen de una distribución normal con media = 0 y varianza = σ 2 , Por favor, siéntase libre de hacerlo. la aptitud w ( z ) de un individuo se da como una función gaussiana de su rasgo cuantitativo z

w ( z ) = Exp ( V z 2 ) ,

dónde V es la fuerza de la selección. El fenotipo óptimo es 0 , eso es w ( 0 ) = 1 . el mas grande es V , más grave es estar a una determinada distancia del fenotipo óptimo. Si quiere suponer que la aptitud w ( z ) es alguna otra función del rasgo z , como el aún más simple w ( z ) = z , Por favor, siéntase libre de hacerlo. Para simplificar, asumimos que no hay variación ambiental en el rasgo cuantitativo.

Preguntas

¿Cuál es la aptitud media de equilibrio w ¯ ¿de la población?

¿Cuál es la varianza genética de equilibrio (=varianza fenotípica) para la aptitud w y por fenotipo z ?

¿Qué has conseguido, hasta ahora? Esto se lee como una pregunta de tarea .
Me encantaría recibir este tipo de tarea. No es una pregunta de tarea. Debido a que me formé en Europa, la última tarea que tuve que hacer probablemente fue durante el primer año de mi licenciatura o incluso en la escuela secundaria. Por el momento, prácticamente desarrollé la base de un modelo (presentado en la publicación) para pensar la evolución del rasgo cuantitativo, pero eso es todo, no puedo llevarlo más lejos para responder a mi(s) pregunta(s).
@dd3 Esto es un poco más complicado que una tarea habitual.

Respuestas (1)

El rasgo z está representado por k genes: z 1 ....z k (estoy usando k en lugar de l porque el primero es visualmente diferenciable de 1 ). Para simplificar, supongamos que solo hay un sitio mutable en un gen. Así que una mutación puede impartir un cambio de ± Δ z . Comenzando desde el estado inicial de z en cero, el sistema procederá al equilibrio donde la tasa de mutación hacia adelante sería la misma que la de la mutación hacia atrás; dado que las tasas son las mismas, el estado estacionario determinista de z debe ser cero.

Un evento de mutación también puede considerarse un RV distribuido binomialmente. Después de n eventos, el número medio de mutaciones directas sería 0,5 × n .

Aptitud media = mutación hacia delante media - mutaciones hacia atrás media = 0

También puede modelar los eventos de mutación como un simple paseo aleatorio . La media de eso es 0 y la varianza es n . Pero ¿qué pasa con n grande ; No estoy seguro. Deberías leer sobre paseos aleatorios o preguntar en CrossValidated . Con t , obtendría muchas variantes, pero las variantes se filtrarían por selección (ya que el valor óptimo es 0). Creo que la selección se puede incorporar en la caminata aleatoria con una tasa de mortalidad proporcional a la distancia desde 0. Pero nuevamente, no tengo mucha experiencia con tales modelos híbridos.

Probé una simulación con n=10000000 (usando Monte Carlo); diferentes colores denotan diferentes corridas (o en otras palabras, diferentes loci). El eje Y denota el valor de z.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esto es interesante, no pensé en modelar esto con un proceso de difusión. Una ecuación de difusión contiene 2 términos, "difusión" (equivalente a la deriva genética) y "deriva" (equivalente a la selección). Sin embargo, un problema con esta metodología es que solo podemos rastrear el rasgo medio y la variación en el rasgo medio (el rasgo medio RV normalmente es una distribución si el proceso es un paseo aleatorio) de la población y no la variación en el rasgo dentro de una población. . +1