View syllabus
POPULATION GENETICS
DANIELE CAMPA
Academic year2020/21
CourseMARINE BIOLOGY
Code284EE
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
GENETICA DELLE POPOLAZIONIBIO/18LEZIONI48
DANIELE CAMPA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Gli obbiettivi del corso sono quelli di comprendere come le modificazioni delle frequenze alleliche e delle frequenze genotipiche possano avvere un impotto in eventi evolutivi. Inoltre, comprendere a livello formale alcuni semplici modelli teorici delle principali forze evolutive come per esempio la selezione naturale e la deriva genetica.

Knowledge

To understand how changes in genotypes and allele frequency can influence evolutionary events. To understand teoric models of evolutionary forces such as selection and genetic drift.

Modalità di verifica delle conoscenze

Per verificare le conoscenze dello studente verrano formulate delle domande attraverso le quali sarà possibile valutare la comprensione critica della genetica delle popolazioni.

Assessment criteria of knowledge

Knwoledge will be assesed with a written exam that will focus on population genetics problems and an oral exam that will focus on the theory

Capacità

Comprendere un articolo scientifico di genetica delle popolazioni, saper svolgere un esercizio di genetica delle popolazioni.

Skills

basic tools  to read and understand population genetics books and scientifica articles. In addition, the ability to solve population genetic's problems in order to be able to apply the theory to actual situations.

Modalità di verifica delle capacità

Le capacità verranno valutate attraverso l'esame scritto e l'esame orale.

Assessment criteria of skills

Skills will be assessed through written and oral exams

Comportamenti

Non applicabile

Behaviors

Not applicable

Modalità di verifica dei comportamenti

Non applicabile

Assessment criteria of behaviors

Not applicable

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Sono fondamentali conoscenze di genetica di base ed alcuni rudimenti di statistica.

Prerequisites

Students must have a good knowledge of genetics, in particular the formal genetics.

Indicazioni metodologiche

Le lezioni sono frontali, con ausilio di slides e schemi. Per risolvere gli esercizi verranno coinvolti gli studenti.

Teaching methods

Frontal lections and explanation of exercises. practical examples of problem solving in the context of Population Genetics.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Nozioni di base di genetica: termini importanti in genetica delle popolazioni. Definizione di carattere, genotipo, allele. La segregazione, la segregazione indipendente. La meiosi ed il mantenimento della variabilità genetica. Codominanza, Epistasi, Pleiotropia.

La variabilità morfologica, la variabilità genetica e la variabilità proteica. Come si misura la variabilità genetica in laboratorio, gli allozimi e gli enzimi di restrizione. Le mutazioni. Esempi di studi di genetica di popolazione che impiegano SNPs per valutare la variabilità genetica in una popolazione. La Variabilità dovuta alle INDELS. Esempi di studi di genetica di popolazione che impiegano INDELS per valutare la variabilità genetica in una popolazione. La variabilità nelle sequenze ripetute, variabilità nelle sequenze satellite, variabilità nelle sequenze minisatellite (VNTR, STR) variabilità nelle sequenze microsatellite. Esempi di studi di genetica di popolazione che impiegano VNTR per valutare la variabilità genetica in una popolazione. La variabilità nella sequenza mitocondriale. Esempi di studi di genetica di popolazione che impiegano Il DNA mitocondriale per valutare la variabilità genetica in una popolazione. L'eterozigosità, parametri di variabilità genetica

Calcolo delle frequenze genotipiche, calcolo delle frequenze alleliche. Calcolo delle frequenze genotipiche. Calcolo delle frequenze alleliche. Calcolo delle frequenze alleliche e genotipiche per un locus non bialllelico e non autosomico. La legge dell'equilibrio di Hardy e Weinberg, condizioni di validità. Implicazioni della legge di Hardy e Weinberg. L'eterozigosità come misura di variabilità genetica in una popolazione. Come si fa a determinare se una popolazione è in equilibrio. Il test del Chi quadro. Derivazione della formula di HWE e spiegazione del perchè le frequenze alleliche rimangono costanti attraverso le generazioni se la popolazione si trova in HWE.

Inbreeding Inincrocio, autozigosi, calcolo del coefficiente di Inbreeding e del coefficiente di fissazione. Depressione da inincrocio, effetti della depressione da inincrocio. Due teorie per spiegare la depressione da inincrocio la Dominance e la Overdominance. L'effetto dell'ambiente sulla depressione da ininicrocio. Inbreeding in popolazioni naturale ed in laboratorio. L'effetto dell'imbreeding a seconda della frequenza degli alleli e della grandezza della popolazione. Frequenze genotipiche in regime di incrocio casuale confrontate con frequenze genotipiche in condizioni di inincrocio (f). Calcolo delle frequenze alleliche in una popolazione in cui si conosca F. Calcolo di F in una popolazione in cui si conoscano gli eterozigoti

Le mutazioni. Il tasso di mutazione, misura di tassi di mutazioni in specie diverse. Modelli di mutazione. La mutazione. Il tasso di mutazione come si calcola un tasso di mutazione.Effetto dell'ambiente sui tassi di mutazione. L'effetto delle mutazioni sulle frequenze alleliche. Mutazioni favorevoli, mutazioni sfavorevoli. Modelli di mutazione, esempio di un allele A che muta in B senza possibilità di retromutazione ed esempio di un allele A che muta in un allele B con possibilità di retromutazione in A

 

La deriva genetica. L'errore di campionamento genetico. La deriva come errore nel campionamento gametico. La deriva genetica attraverso le generazioni. Modelli formali per descrivere la deriva genetica. Il modello di Wright e Fisher. Effetto del fondatore e collo di bottiglia genetico. Differenze tra N ed Ne. Fattori che influenzano Ne. L'esperimento Di Buri. Rapporto tra deriva genetica grandezza di una popolazione e perdita di eterozigosi.

Struttura genetica e flusso. Cosa è la struttura genetica di una popolazione in che contesto si usa. Hi, Hs, Ht e calcolo di Fsi, Fst ed Fit. Il flusso genetico i modelli per valutare il flusso genetico, il modello continente isola, il modello a più isole, Modello Stepping stones. Isolamento da distanza. Il flusso e la deriva genetica. L’effetto Whalund.

Il Linkage Disequilibrium Il linkage disequilibrium. Come si calcola l'LD, misure di LD D' ed r2. Che cosa rappresenta l'LD. Come si forma LD, come decade attraverso le generazioni. Linkage disequilibrium completo e perfetto. Confronto dell'LD fra popolazioni diverse. Utilizzo del LD.

la selezione naturale, la fitness darwiniana, la fitness di sopravvivenza e la fitenss di fertilià. Il concetto di fitness assoluta e fitness relativa applicata ai genotipi. Il coefficiente di selezione. Modello generale per la fitness. Selezione direzionale e selezione bilanciante. La selezione naturale attraverso le generazioni. Come si calcola l'effetto della selezione naturale sul cambiamento delle frequenze alleliche. Paesaggi adattativi. Teorema fondamentale di Fisher. Frequenza all'equilibrio di un allele sottoposto a selezione (contro), ma reintrodotto nella popolazione attraverso la mutazione. Teoria dello shifting balance.

 La teoria neutrale dell'evoluzione molecolare La teoria neutrale dell'evoluzione molecolare secondo Kimura. Il ruolo della deriva genetica nell' evoluzione. Tasso evolutivo e misure di divergenza. L'orologio molecolare, verifiche sperimentali dell'orologio molecolare. I test di neutralità il test di Macdonald e Kreitman, il test D di Tajima. Il valore S come valore di alleli segreganti in una popolazione e P come valore dei loci polimorfici.

 

Syllabus

Students shall acquire the basic methodologies for describing and analyzing the genetic
composition of natural populations, and shall be able to discuss the meaning of the evolutionary factors that increase and decrease the genetic variation and that modify the population structure in time and space.

Bibliografia e materiale didattico

Principles of Pupulation Genetics Hartl & Clark, Sinauer, fourth edition

Fondamenti di Genetica della conservazione, Frankham, Ballou, Briscoe, parti dei capitoli 2,3,4

Genetica delle popolazioni umane” John H. Relethford, Casa Editrice Ambrosiana, prima edizione 2013

Population Genetics” Matthew B Hamilton, Wiley-Blackwell, 2013

Futuyma D. L’evoluzione. Zanichelli 2008.  Parti dei capitoli 8, 9,10,12, 13, 19.

Bibliography

Principles of Pupulation Genetics Hartl & Clark, Sinauer, fourth edition

Fondamenti di Genetica della conservazione, Frankham, Ballou, Briscoe, parti dei capitoli 2,3,4

Genetica delle popolazioni umane” John H. Relethford, Casa Editrice Ambrosiana, prima edizione 2013

Population Genetics” Matthew B Hamilton, Wiley-Blackwell, 2013

Futuyma D. L’evoluzione. Zanichelli 2008.  Parti dei capitoli 8, 9,10,12, 13, 19.

Indicazioni per non frequentanti

nessuna

Non-attending students info

none

Modalità d'esame

Scritto ed orale obbligatori.

Assessment methods

written and oral exams

Note

Nessuna

Updated: 05/01/2021 12:11