Populationsgenetik og Hardy-Weinberg-ligevægt

Indledning
I mennesket findes en lang række forskellige genetisk bestemte blodtypesystemer. De mest kendte er nok AB0- og Rhesus-systemerne. Et andet blodtypesystem er det såkaldte MN- blodtypesystem, som bestemmes af et enkelt gen Glycophorin A (GPA).

I GPA-genet findes to co- dominante alleller M og N. Så vidt vides er der ingen selektionsforskel mellem de tre forskellige fænotyper i MN-blodtypesystemet.

Nedenstående figur viser en alignment af et udsnit af MN- genet af henholdsvis N- og M-allellen.

Indholdsfortegnelse
Opgave 1. MN-blodtyper

1. Angiv baseret på ovenstående figur forskellene i M- og N-proteinets primærstruktur i det udvalgte område.
2. Giv forslag til hvordan man kan bestemme en persons blodtype i MN-blodtypesystemet.
3. Angiv allelfrekvenserne for M- og N-allellerne på de to universiteter.
4. Forklar ved hjælp af en statistisk undersøgelse af hvorvidt stikprøven på det lokale universitet ISU er i Hardy-Weinberg-ligevægt.
5. Skriv en konklusion på undersøgelserne vist i figur 2 og figur 3 og giv mulige forklaringer på eventuelle afvigelser fra HW-ligevægten.

OPGAVE 2. DNA-profiler

1. Giv forslag til hvordan man kan undersøge en persons genotype i et bestemt STR-locus.
2. Beregn under antagelse af Hardy-Weinberg-ligevægt i populationen, den forventede genotypefrekvens for henholdsvis genotyperne 15,15 og 13,16.
3. Beregn under antagelse af Hardy-Weinberg-ligevægt i populationen, hvilke to genotyper man vil forvente er mest hyppige i populationen
4. Forklar hvorfor det er rimeligt at antage at de 10 loci nedarves uafhængigt af hinanden.
5. Angiv sandsynligheden for at den ukendte bror har arvet samme genotype som den mistænkte fra deres fælles forældre alene baseret på ovenstående stamtavle.
6. Diskuter hvorvidt den mistænkte bør dømmes for forbrydelsen udelukkende baseret på DNA- beviserne.

OPGAVE 3 - Lactose-intolerans

1. Angiv hvilke enzymgruppe lactase tilhører, begrund dit svar
2. Giv en mulig forklaring på hvordan en mutation uden for et proteinkodende gen kan påvirke
produktionen af et enzym.
3. Giv en evolutionær forklaring på udbredelsen af lactose-intolerans hos mennesker. Inddrag ovenstående figur i din besvarelse.
4. Vis ved hjælp af en statistisk test at fordelingen i ovenstående tabel ikke er i Hardy- Weinberg-ligevægt.
5. Skriv en konklusion på undersøgelsen hvor du giver en mulig forklaring på resultaterne vist i de tre ovenstående tabeller.

Uddrag
Man bruger STR i forbindelse med retgenetiske undersøgelser, netop fordi selv nærtbeslægtede individer kan variere i disse områder. Hvis man finder noget hår eller nogle få celler fra en blodplet på et gerningssted.

Til analysen fremstiller af DNA, fremstiller man normalt primere til 12-16 forskellige områder med STR’s og opformere dem ved PCR i en og samme prøve. Man kan udtrække DNA’et fra håret.

Dernæst anvender man primere som er mærket med forskellige fluorescerende farver, og vælger STR-områder med stor forskel i længden og antallet af gentagne sekvenser. Efter opformering bliver DNA-stykkerne adskilt ved hjælp af elektroforese.

Stykkerne vil deles op på baggrund af at fosfat i DNA’et er negativt og dermed vil vandre imod den positive ende af gelen.

Stykkerne vil splittes op ved at de små stykker kommer langt og de længere stykker kommer kort.

Til sidst vil man kunne se personens genotype i gelelektroforesen, for hvis stykkerne har forskellig længde, vil personen være homozygot, og hvis stykkerne kommer lige langt, vil personen være hetrozygot.

Man har nu DNA-profiler med STR-områdets alleller på gelen som man kan sammenligne med de mistænkte personers profiler.

I et locus med navnet D3S1358 der benyttes i Danmark, er sekvensen AGAT gentaget mellem 11 og 19 gange i folk af svensk herkomst.

Allelfrekvenserne i ovennævnte locus i en svensk population baseret på 311 tilfældigt udvalgte svenskere ses i tabel 1.

Genotypen opskrives som antal gentagelser i personens to homologe kromosomer, eksempelvis betyder 11,13 at personen er heterozygot og har de to alleller med 11 og 13 gentagelser.