Доля наследственности, полученная от предков в n-ном поколении

[Srkz]

Насколько прадед по прямой мужской линии может быть близок к правнукам мальчикам, если у всех известных поколений мужчин есть как минимум один общий фенотипический признак, которого нет у женщин этого рода. Как пример, опеределенная форма ушей мужчин. на протяжении 4 известных поколений.

В среднем у правнука должна быть 1/8 генома от прадеда, возможный разброс приблизительно получается от 1/12 до 1/6. Внешность тут не очень показательна - если признак простой и доминантный, то достаточно было получить от прадеда сегментик, содержащий этот признак. Если признак сложный, то есть формируется несколькими генами, что-то могло быть получено и по материнским линиям.
В интернете гуляет вот такая таблица простых доминантных признаков, за ее надежность не поручусь:

[Fazulyanov]

Интересно. Можно ли судить по ушам которые неизменны у мужчин рода, что это признак привязанный не к аутосомам а к У-хромосоме. Или мы просто мего доминанты:)

[Srkz]

Интересно. Можно ли судить по ушам которые неизменны у мужчин рода, что это признак привязанный не к аутосомам а к У-хромосоме. Или мы просто мего доминанты:)

Тут разные варианты возможны - допустим, признак привязан к аутосомам, но проявляется только при развитии организма по мужскому типу (уровень гормонов и т.д.). Пример - мужское облысение вообще привязано в первую очередь к X-хромосоме, а проявляется-то у носителей Y, так как основной механизм связан с чувствительностью выпадения волос к уровню тестостерона.

[Fazulyanov]

Точно точно. Лысый у меня только дед и дядька. Отец нет. Значит либо уровенть тестостерона у него не такой высокий либо лысина рекомбинировалась

[Srkz]

Думаю, здесь эта картинка будет не лишней:

Вот Coop исследует тему дальше. По его выкладкам, для 5-6 юродности отсутствие общих сегментов вполне нормально. Для моделирования использовалось большое количество данных реальных американцев.

По горизонтали здесь количество общих сегментов между родственниками, пик показывает наиболее вероятное число.

[Veprya]

Насколько прадед по прямой мужской линии может быть близок к правнукам мальчикам, если у всех известных поколений мужчин есть как минимум один общий фенотипический признак, которого нет у женщин этого рода. Как пример, опеределенная форма ушей мужчин. на протяжении 4 известных поколений.

Вот моё наблюдение.
Может будет интересно. Как я понимаю сросшаяся мочка уха передалась по наследству многим потомкам Якова в этом дереве (на картинке), не только через мужчин. Интересно что Владимир похож больше на брата Якова чем на самого Якова т.е своего родного прадеда. Евгений и Иван внешне вообще не похожи по-моему. У Евгения и Ивана неожиданно маленькое совпадение ДНК. Но у Олега и Евгения совпадение соответствует поколению.

[Veprya]

Отредактировал предыдущее сообщение по поводу наследования внешности. Картинку тоже изменил.
Нахожусь под впечатлением того что новый анализ ДНК выявил моё дальнее родство с другом. 

[19986]

Хотел сделать отдельную тему, но раз уж есть эта, то дополню расчётом и результатами симуляции. В своё время пытался разобраться с тем, как работает поиск совпадений среди современных людей и дДНК. Получилось такое:

Терминология

• Сегмент - это непрерывающийся блок хромосомы, перешедший неизменным от интересующего нас предка из поколения N (N=1 для родителей, N=2 для дедов-бабушек и т.д.) При этом изначально ДНК уже разбито на сегменты - хромосомы (т.е. по сути геном это уже 47 сегментов = 23 * 2 + мтДНК)
  
• Кроссовер - обмен сегментами между каждой парой хромосом при образовании половых клеток. Например, из двух версий хромосомы 5, генетический код которых мы условно запишем как 1111111 и 2222222 получается что-то вроде 1222111 и 2111222, которые попадают в две разные гаплоидные половые клетки. Может получатся что-то вроде 1112222 и 2221111. Часто короткие хромосомы могут вообще не рекомбинировать (особенно у мужчин).
  
• Спайка - место соединения двух блоков (сегментов) хромосом при кроссовере. В первом примере выше в каждой хромосоме из пары появилось две "спайки" где "1" меняется на "2", и наоборот. Во втором примере - одна спайка.
  

Использованная модель очень примерная и теоретическая
- Во-первых, места образований новых “спаек” при кроссовере не равновероятно - например спайки появляются реже в регионах хромосом, кодирующих важные гены. Хотя, это мы сможем по большей части обойти, если будем оперировать сантиморганами (сМ), поскольку в них уже "зашита" вероятность рекомбинации.
- Во-вторых, в нашей упрощенной все хромосомы одинаковы (хотя например Y и “хромосома” мтДНК не делятся).
- В-третьих, мы не будем учитывать то, что с увеличением древности поколений одни и те же люди (предки) всё чаще начнут появляться в разных местах дерева, т.е. реальное количество предков будет меньше, чем теоретическое. Колонки, отмеченные звёздочкой (*) - это теоретические значения, не учитывающие это частичное “схлопывание” генеалогического древа.

Кроссовер происходит неравномерно у мужчин и женщин. В разных статьях данные немного разнятся, но в среднем можно сказать, что у мужчин происходит 26 “спаек”, а у женщин 45 “спаек” на весь геном. Каждая “спайка” образует новый “сегмент”. Т.е. в ДНК ребёнка в среднем появляется 71 новый сегмент. Соответственно, если мы рассмотрим два поколения - родителей и их ребёнка, то ребёнок будет иметь 47 + 71 = 118 сегментов.

Аналогично, если мы перемещаемся на одно поколение дальше - сравниваем внуков и бабушек-дедушек, то внук будет иметь 118 + 71 = 189 сегментов.



Видно одно драматическое свойство - что начиная с 7-8 поколения происходит сильное расхождение двух последовательностей чисел - количества сегментов в ДНК (линейный рост) и общего количества предков (геометрическая прогрессия). В теоретической модели, где мы считаем всех предков уникальными, примерно с 12-13 поколения больше 90% предков уже не вносят никакого вклада в геном потомка. В 15-м поколении (примерно 420 лет) вклад в ДНК вносит только около 3% предков.

Усреднённый размер сегментов в ДНК на таком временном расстоянии (15 поколений) по теоретической модели будет около 6,6 сМ.

Если продолжить расчёт вглубь тысячелетий на 1,5 тыс. поколений, то размер сегмента уменьшается до 0,07 сМ - это примерный размер общих сегментов, которые могут быть у некоторых популяций современных людей от Неандертальцев, Денисовцев или древних современных людей типа человека из Усть-Ишима (возраст ок. 45 тыс. лет).

Теоретические данные были проверены с помощью симулятора Ped-Sim (https://github.com/williamslab/ped-sim) с использованием реальной карты человеческого генома (чтобы учесть разную вероятность возникновения спаек в разных местах хромосом).

Средняя длина общего сегмента для 15 поколений по результатам 100 тыс. симуляций, усреднённое по 22 аутосомам, получилось равным 6,87 сМ (довольно близко к теоретическому 6,65 сМ).

Что интересно, в отдельных единичных случаях через 15 поколений неизменёнными передавались большие блоки хромосом - самый большой 78 сМ, так же встречался 63 сМ.

Всего около 2.9% виртуальных предков “смогли” передать свой геном через 15 поколений. Примерно 1,1% предков передали сегменты длиннее 7 сМ.