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Existe uma medida de variação genética humana, onde a variação genética humana pode diferir mais de 1%?

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De acordo com isso

Genética neardenthal

A proporção de material genético herdado de Neandertal é de cerca de 1 a 4 por cento [12] [posteriormente refinado para 1,5 a 2,1 por cento [11]] e é encontrada em todas as populações não africanas

E de acordo com isso

Cruzamento entre humanos arcaicos e modernos

A ancestralidade derivada do Neandertal está ausente da maioria das populações modernas na África Subsaariana

Agora, a variação genética humana é geralmente considerada entre 0,1% a 0,5%

Genética

Embora a diferença genética entre humanos individuais hoje seja minúscula - cerca de 0,1%, em média

Por que os genomas dos humanos são 99,5% iguais

A sequência de DNA humano é aproximadamente 99,5% igual

Mas aqui,

Variação genética humana

Existem pelo menos 6 maneiras diferentes de medir a variação genética humana e

a variação genética de humano para humano é estimada em pelo menos 0.5%

Essa última afirmação e os dois primeiros artigos nos dizem que a diferença na variação genética humana, de acordo com algumas medidas de variação, é na verdade mais de 1%? (maior do que algumas maneiras de medir nossas diferenças genéticas com outros animais como chimpanzés, por exemplo, que geralmente são mencionados para destacar nossas semelhanças) Ou há coisas mal interpretadas em tudo isso?


A pergunta deixa claro que o autor da postagem está ciente das diferentes maneiras de estimar a variação genética humana e, sem dúvida, também está ciente do fato de que a Wikipedia foi escrita por "pessoas como você", que podem não ser especialistas na área ou ter atualizou uma entrada antiga com base em dados limitados. Deixe-me abordar o que parece ser a causa da confusão nesta questão - certamente em outras questões sobre este tópico.

Para simplificar, tomemos um número redondo adequado para a relação Humano / Neandertal. Então, a primeira citação do pôster pode ser simplificada como:

  1. A proporção de material genético herdado do Neandertal nos europeus modernos é de 2%.

e sua segunda citação simplificada como:

  1. O material genético herdado do Neandertal está ausente dos africanos modernos.

UMA conclusão comum extraído disso é:

A variação genética entre europeus e africanos modernos deve, portanto, exceder 2%, em vez de ser apenas ca. 0,5%.

Por que isso está errado?

Essa conclusão está errada porque 2% e 0,5% são medidas de coisas diferentes.

Para simplificar, um valor de variação genética humana de 0,5% pode ser considerado como a extensão pela qual o DNA das regiões codificantes dos genes de dois humanos diferem por causa de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) - mudanças de base única no mesmo gene ( que pode ou não afetar a função do gene). Isso pressupõe que todos os humanos tenham os mesmos 20.000 ou mais genes.

Agora, façamos uma comparação geral dos genes dos humanos e dos neandertais. Como eles divergiram de um ancestral comum, seus genomas sofreram alterações devido a mutações pontuais, mas, até onde sei, eles mantiveram o mesmo conjunto de genes. Mesmo que eu esteja errado neste último ponto, a grande maioria dos genes - e aqueles com os quais estamos preocupados são comuns: ambos têm / tinham um gene para miosina, para hexoquinase 1, para quimiotripsina etc.

O exame da maioria desses genes homólogos revela diferenças de base única, que devem ter surgido desde a divergência. Uma combinação de tais variantes de Neandertal em um gene - nunca visto como SNPs humanos - e a situação inversa permitem designar um gene de quimiotripsina, por exemplo, como humano ou Neandertal, mesmo que a sequência geral de DNA do gene da quimiotripsina possa ser 95% idêntica (para conjurar uma figura no ar).

Agora considere a comparação europeu / neandertal. Acontece que um pequeno número de genes não mostra nenhuma (ou quase nenhuma) variação entre os dois, mas a maioria deles mostra o padrão ca. 95% de diferença entre africanos e neandertais (e, portanto, entre africanos e europeus). Esses, então, são os 2% dos genes que surgiram do cruzamento de europeus e neandertais, após o êxodo da África.

Mas 2% dos genes de origem diferente que ainda retêm 95% da identidade de sequência acrescentariam apenas 0,1% à variação humana moderna, citada em ca. 0,5%.

Isenção de responsabilidade

Não sei a extensão real da variação entre a maioria dos genes humanos e neandertais ou os detalhes dos genes não africanos de origem neandertal. Terei todo o gosto em editar esta resposta se alguém tiver esse detalhe. Peço desculpas pelas generalizações geográficas não presentes na pergunta, mas minha preocupação era transmitir o argumento sem sobrecarregá-lo com qualificações contínuas.


Conteúdo

O conceito de raça Editar

O conceito de "raça" como um sistema de classificação dos humanos baseado em características físicas visíveis surgiu nos últimos cinco séculos, influenciado pelo colonialismo europeu. [8] [9] O conceito se manifestou em diferentes formas com base nas condições sociais de um determinado grupo, frequentemente usado para justificar tratamento desigual. As primeiras tentativas influentes de classificar os humanos em raças discretas incluem 4 raças em Carl Linnaeus Systema Naturae (Homo europaeus, asiático, americano, e afer) [10] [11] e 5 corridas em Johann Friedrich Blumenbach's Sobre a variedade natural da humanidade. [12] Notavelmente, ao longo dos séculos seguintes, os estudiosos defenderam de 3 a mais de 60 categorias raciais. [13] Os conceitos de raça mudaram dentro de uma sociedade ao longo do tempo, por exemplo, nos Estados Unidos as designações sociais e legais de "branco" foram aplicadas de forma inconsistente a nativos americanos, árabes americanos e asiático-americanos, entre outros grupos (Veja o artigo principal: Definições de brancura nos Estados Unidos) As categorias de raça também variam em todo o mundo, por exemplo, a mesma pessoa pode ser percebida como pertencente a uma categoria diferente nos Estados Unidos e no Brasil. [14] Por causa da arbitrariedade inerente ao conceito de raça, é difícil relacioná-lo à biologia de uma maneira direta.

Raça e variação genética humana Editar

Há amplo consenso nas ciências biológicas e sociais de que raça é uma construção social, não uma representação precisa da variação genética humana. [15] [16] [17] Os humanos são notavelmente semelhantes geneticamente, compartilhando aproximadamente 99,9% de seu código genético. No entanto, vemos ampla variação individual no fenótipo, que surge tanto de diferenças genéticas quanto de complexas interações gene-ambiente. A grande maioria dessa variação genética ocorre dentro de grupos muito pouca variação genética diferencia entre grupos. [18] Crucialmente, as diferenças genéticas entre os grupos que existem não são mapeadas em categorias de raça socialmente reconhecidas. Além disso, embora as populações humanas mostrem algum agrupamento genético no espaço geográfico, a variação genética humana é "clinal" ou contínua. [19] [20] Isso, além do fato de que diferentes características variam em diferentes clines, torna impossível traçar limites genéticos discretos em torno de grupos humanos. Finalmente, as descobertas do DNA antigo estão revelando que nenhuma população humana é "pura" - todas as populações representam uma longa história de migração e mistura. [21] Por exemplo, a composição genética das populações europeias foi massivamente transformada por ondas de migrações de agricultores do Oriente Próximo entre 8.500-5.000 anos atrás e pastores Yamnaya da estepe da Eurásia, começando por volta de 4.500 anos atrás. [22] [23]

A variação genética surge de mutações, da seleção natural, da migração entre populações (fluxo gênico) e da reorganização dos genes por meio da reprodução sexuada. [24] As mutações levam a uma mudança na estrutura do DNA, à medida que a ordem das bases é reorganizada. Consequentemente, diferentes proteínas polipeptídicas são codificadas. Algumas mutações podem ser positivas e podem ajudar o indivíduo a sobreviver de forma mais eficaz em seu ambiente. A variação é contrariada pela seleção natural e pela deriva genética também nota o efeito fundador, quando um pequeno número de fundadores iniciais estabelece uma população que, portanto, começa com um grau correspondentemente pequeno de variação genética. [25] A herança epigenética envolve mudanças hereditárias no fenótipo (aparência) ou expressão gênica causadas por outros mecanismos que não as mudanças na sequência de DNA. [26]

Os fenótipos humanos são altamente poligênicos (dependentes da interação de muitos genes) e são influenciados pelo ambiente, bem como pela genética.

A diversidade de nucleotídeos é baseada em mutações simples, polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs). A diversidade de nucleotídeos entre humanos é de cerca de 0,1 por cento (uma diferença por mil nucleotídeos entre dois humanos escolhidos ao acaso). Isso equivale a aproximadamente três milhões de SNPs (uma vez que o genoma humano tem cerca de três bilhões de nucleotídeos). Existem cerca de dez milhões de SNPs na população humana. [27]

A pesquisa mostrou que a variação não SNP (estrutural) é responsável por mais variação genética humana do que a diversidade de um único nucleotídeo. A variação estrutural inclui variação do número de cópias e resultados de exclusões, inversões, inserções e duplicações. Estima-se que aproximadamente 0,4 a 0,6 por cento dos genomas de pessoas não aparentadas sejam diferentes. [28] [29]

Muitas pesquisas científicas foram organizadas em torno da questão da existência ou não de base genética para a raça. Segundo Luigi Luca Cavalli-Sforza, "do ponto de vista científico, o conceito de raça não obteve consenso nenhum é provável, dada a variação gradual da existência. Pode-se objetar que os estereótipos raciais têm uma consistência que permite até mesmo o leigo para classificar os indivíduos. No entanto, os principais estereótipos, todos baseados na cor da pele, cor e forma do cabelo e traços faciais, refletem diferenças superficiais que não são confirmadas por uma análise mais profunda com traços genéticos mais confiáveis ​​e cuja origem data de evolução recente principalmente sob o efeito do clima e talvez da seleção sexual ". [30] [31] [32] [33] [34] [35]

Os cientistas que investigam a variação humana têm usado uma série de métodos para caracterizar como as diferentes populações variam.

Estudos iniciais de características, proteínas e genes Editar

As primeiras tentativas de classificação racial mediram traços de superfície, particularmente a cor da pele, cor e textura do cabelo, cor dos olhos e tamanho e formato da cabeça. (As medições do último por meio da craniometria foram repetidamente desacreditadas no final do século 19 e meados do século 20 devido à falta de correlação de traços fenotípicos com a categorização racial. [36]) Na realidade, a adaptação biológica desempenha o maior papel nessas características corporais e tipo de pele. Um punhado de genes é responsável pelos fatores hereditários que moldam a aparência de uma pessoa. [37] [38] Os humanos têm cerca de 19.000-20.000 genes codificadores de proteínas humanas. [39] Richard Sturm e David Duffy descrevem 11 genes que afetam a pigmentação da pele e explicam a maioria das variações na cor da pele humana, sendo as mais significativas MC1R, ASIP, OCA2 e TYR. [40] Há evidências de que até 16 genes diferentes podem ser responsáveis ​​pela cor dos olhos em humanos, no entanto, os dois principais genes associados à variação da cor dos olhos são OCA2 e HERC2, e ambos estão localizados no cromossomo 15. [41]

Análise de proteínas do sangue e genética entre grupos Editar

Antes da descoberta do DNA, os cientistas usavam proteínas do sangue (os sistemas de grupo sanguíneo humano) para estudar a variação genética humana. A pesquisa de Ludwik e Hanka Herschfeld durante a Primeira Guerra Mundial descobriu que a incidência dos grupos sanguíneos A e B diferia por região, por exemplo, entre os europeus 15% eram do grupo B e 40% do grupo A. Europeus orientais e russos tinham uma incidência maior do grupo B pessoas da Índia tiveram a maior incidência. Os Herschfelds concluíram que os humanos compreendiam duas "raças bioquímicas", originadas separadamente. Foi hipotetizado que essas duas raças se misturaram posteriormente, resultando nos padrões dos grupos A e B. Esta foi uma das primeiras teorias de diferenças raciais a incluir a ideia de que a variação humana não se correlacionava com a variação genética. Esperava-se que grupos com proporções semelhantes de grupos sanguíneos fossem mais intimamente relacionados, mas, em vez disso, era comum constatar que grupos separados por grandes distâncias (como os de Madagascar e da Rússia) tinham incidências semelhantes. [42] Mais tarde, foi descoberto que o sistema de grupo sanguíneo ABO não é apenas comum aos humanos, mas compartilhado com outros primatas, [43] e provavelmente é anterior a todos os grupos humanos. [44]

Em 1972, Richard Lewontin executou um FST análise estatística usando 17 marcadores (incluindo proteínas do grupo sanguíneo). Ele descobriu que a maioria das diferenças genéticas entre humanos (85,4 por cento) foram encontradas dentro de uma população, 8,3 por cento foram encontradas entre populações dentro de uma raça e 6,3 por cento foram encontrados para diferenciar raças (caucasianos, africanos, mongolóides, aborígenes do sul da Ásia, ameríndios, Oceanianos e aborígines australianos em seu estudo). Desde então, outras análises encontraram FST valores de 6–10% entre grupos humanos continentais, 5–15% entre diferentes populações no mesmo continente e 75–85% dentro das populações. [45] [46] [47] [48] [49] Esta visão foi afirmada pela American Anthropological Association e pela American Association of Physical Anthropologists desde então. [50]

Críticas à análise da proteína do sangue Editar

Embora reconhecendo a observação de Lewontin de que os humanos são geneticamente homogêneos, AWF Edwards em seu artigo de 2003 "Human Genetic Diversity: Lewontin's Fallacy" argumentou que as informações que distinguem as populações umas das outras estão escondidas na estrutura de correlação das frequências de alelos, tornando possível classificar os indivíduos usando matemática técnicas. Edwards argumentou que mesmo se a probabilidade de classificação errada de um indivíduo com base em um único marcador genético for tão alta quanto 30 por cento (como Lewontin relatou em 1972), a probabilidade de classificação errada se aproxima de zero se marcadores genéticos suficientes forem estudados simultaneamente. Edwards viu o argumento de Lewontin como baseado em uma postura política, negando diferenças biológicas para defender a igualdade social. [51] O artigo de Edwards é reimpresso, comentado por especialistas como Noah Rosenberg, e dado contexto adicional em uma entrevista com o filósofo da ciência Rasmus Grønfeldt Winther em uma antologia recente. [52]

Como mencionado antes, Edwards critica o artigo de Lewontin, pois ele pegou 17 características diferentes e as analisou de forma independente, sem olhar para elas em conjunto com qualquer outra proteína. Assim, teria sido bastante conveniente para Lewontin chegar à conclusão de que o naturalismo racial não é sustentável, de acordo com seu argumento. [53] Sesardic também fortaleceu a visão de Edwards, pois ele usou uma ilustração referindo-se a quadrados e triângulos, e mostrou que se você olhar para um traço isoladamente, então provavelmente será um mau predicador de qual grupo o indivíduo pertence. [54] Em contraste, em um artigo de 2014, reimpresso no volume 2018 da Edwards Cambridge University Press, Rasmus Grønfeldt Winther argumenta que "Lewontin's Fallacy" é efetivamente um termo impróprio, pois realmente existem dois conjuntos diferentes de métodos e questões em jogo no estudo a estrutura da população genômica de nossa espécie: "partição de variância" e "análise de agrupamento". De acordo com Winther, eles são "dois lados da mesma moeda matemática" e nenhum "necessariamente implica algo sobre o realidade de grupos humanos. "[55]

Estudos atuais de genética populacional Editar

Os pesquisadores atualmente usam testes genéticos, que podem envolver centenas (ou milhares) de marcadores genéticos ou todo o genoma.

Edição de Estrutura

Existem vários métodos para examinar e quantificar subgrupos genéticos, incluindo análise de agrupamento e componentes principais. Marcadores genéticos de indivíduos são examinados para encontrar a estrutura genética de uma população. Embora os subgrupos se sobreponham ao examinar variantes de apenas um marcador, quando vários marcadores são examinados, diferentes subgrupos têm diferentes estruturas genéticas médias. Um indivíduo pode ser descrito como pertencente a vários subgrupos. Esses subgrupos podem ser mais ou menos distintos, dependendo de quanta sobreposição há com outros subgrupos. [56]

Na análise de cluster, o número de clusters para procurar K é determinado antecipadamente quão distintos os clusters são varia.

Os resultados obtidos a partir de análises de cluster dependem de vários fatores:

  • Um grande número de marcadores genéticos estudados facilita a localização de clusters distintos. [57]
  • Alguns marcadores genéticos variam mais do que outros, portanto, menos são necessários para encontrar grupos distintos. [58] Os marcadores informativos sobre ancestrais exibem frequências substancialmente diferentes entre populações de diferentes regiões geográficas. Usando AIMs, os cientistas podem determinar o continente ancestral de origem de uma pessoa com base apenas em seu DNA. Os AIMs também podem ser usados ​​para determinar as proporções de mistura de alguém. [59]
  • Quanto mais indivíduos estudados, mais fácil se torna a detecção de clusters distintos (o ruído estatístico é reduzido). [58]
  • A baixa variação genética torna mais difícil encontrar grupos distintos. [58] A maior distância geográfica geralmente aumenta a variação genética, tornando a identificação de clusters mais fácil. [60]
  • Uma estrutura de cluster semelhante é vista com diferentes marcadores genéticos quando o número de marcadores genéticos incluídos é suficientemente grande. A estrutura de agrupamento obtida com diferentes técnicas estatísticas é semelhante. Uma estrutura de agrupamento semelhante é encontrada na amostra original com uma subamostra da amostra original. [61]

Estudos recentes têm sido publicados usando um número crescente de marcadores genéticos. [58] [61] [62] [63] [64] [65]

Edição de distância

Distância genética é a divergência genética entre espécies ou populações de uma espécie. Pode comparar a similaridade genética de espécies relacionadas, como humanos e chimpanzés. Dentro de uma espécie, a distância genética mede a divergência entre os subgrupos. A distância genética se correlaciona significativamente com a distância geográfica entre as populações, um fenômeno às vezes conhecido como "isolamento por distância". [66] A distância genética pode ser o resultado de limites físicos que restringem o fluxo gênico, como ilhas, desertos, montanhas ou florestas. A distância genética é medida pelo índice de fixação (FST) FST é a correlação de alelos escolhidos aleatoriamente em um subgrupo para uma população maior. Freqüentemente, é expressa como uma proporção da diversidade genética. Esta comparação da variabilidade genética dentro (e entre) populações é usada na genética de populações. Os valores variam de 0 a 1 zero indica que as duas populações estão se cruzando livremente, e um indicaria que duas populações estão separadas.

Muitos estudos colocam o F médioST distância entre raças humanas em cerca de 0,125. Henry Harpending argumentou que este valor implica em uma escala mundial um "parentesco entre dois indivíduos da mesma população humana é equivalente ao parentesco entre avô e neto ou entre meio-irmãos". Na verdade, as fórmulas derivadas no artigo de Harpending na seção "Parentesco em uma população subdividida" implicam que dois indivíduos não relacionados da mesma raça têm um coeficiente de parentesco mais alto (0,125) do que um indivíduo e seu meio-irmão mestiço (0,109) . [67]

Críticas de FST Editar

Embora reconheça que FST permanece útil, vários cientistas escreveram sobre outras abordagens para caracterizar a variação genética humana. [68] [69] [70] Long & amp Kittles (2009) afirmou que FST falhou em identificar variações importantes e que quando a análise inclui apenas humanos, FST = 0,119, mas adicionar chimpanzés aumenta apenas para FST = 0,183. [68] Mountain & amp Risch (2004) argumentou que um FST estimativa de 0,10-0,15 não descarta uma base genética para diferenças fenotípicas entre os grupos e que um F baixoST a estimativa implica pouco sobre o grau em que os genes contribuem para as diferenças entre os grupos. [69] Pearse & amp Crandall 2004 escreveram que FST os números não conseguem distinguir entre uma situação de alta migração entre populações com um longo tempo de divergência e uma de uma história compartilhada relativamente recente, mas sem fluxo gênico contínuo. [70] Em seu artigo de 2015, Keith Hunley, Graciela Cabana e Jeffrey Long (que já havia criticado a metodologia estatística de Lewontin com Rick Kittles [50]) recalculam a distribuição da diversidade humana usando um modelo mais complexo do que Lewontin e seus sucessores. Eles concluem: "Em suma, concordamos com a conclusão de Lewontin de que as classificações raciais baseadas no Ocidente não têm significado taxonômico, e esperamos que esta pesquisa, que leva em conta nosso entendimento atual da estrutura da diversidade humana, coloque sua descoberta original em base evolutiva. " [71]

Antropólogos (como C. Loring Brace), [72] o filósofo Jonathan Kaplan e o geneticista Joseph Graves [73] argumentaram que, embora seja possível encontrar variações biológicas e genéticas aproximadamente correspondentes à raça, isso é verdade para quase todas as populações geograficamente distintas : a estrutura de agrupamento de dados genéticos é dependente das hipóteses iniciais do pesquisador e das populações amostradas. Quando se faz uma amostragem de grupos continentais, os conglomerados se tornam continentais com outros padrões de amostragem, os conglomerados seriam diferentes. Weiss e Fullerton observam que, se amostrássemos apenas islandeses, maias e maoris, três grupos distintos formariam todas as outras populações seriam compostas de misturas genéticas de material maori, islandês e maia. [74] Kaplan conclui, portanto, que, embora as diferenças em frequências de alelos particulares possam ser usadas para identificar populações que correspondem vagamente às categorias raciais comuns no discurso social ocidental, as diferenças não têm mais significado biológico do que as diferenças encontradas entre quaisquer populações humanas ( por exemplo, o espanhol e o português). [75]

Análises históricas e geográficas Editar

A estrutura genética da população atual não implica que grupos ou componentes diferentes indiquem apenas uma casa ancestral por grupo. Por exemplo, um grupo genético nos Estados Unidos compreende hispânicos com ancestrais europeus, americanos nativos e africanos. [57]

As análises geográficas tentam identificar os locais de origem, sua importância relativa e as possíveis causas da variação genética em uma área. Os resultados podem ser apresentados como mapas de variação genética. Cavalli-Sforza e colegas argumentam que, se as variações genéticas forem investigadas, elas geralmente correspondem a migrações populacionais devido a novas fontes de alimentos, transporte melhorado ou mudanças no poder político. Por exemplo, na Europa, a direção mais significativa da variação genética corresponde à disseminação da agricultura do Oriente Médio para a Europa entre 10.000 e 6.000 anos atrás. [76] Essa análise geográfica funciona melhor na ausência de migrações rápidas e em grande escala recentes.

Análises históricas usam diferenças na variação genética (medida pela distância genética) como um relógio molecular indicando a relação evolutiva de espécies ou grupos, e podem ser usadas para criar árvores evolucionárias reconstruindo separações populacionais. [76]

Os resultados da pesquisa de ancestralidade genética são suportados se concordarem com os resultados da pesquisa de outros campos, como lingüística ou arqueologia. [76] Cavalli-Sforza e colegas argumentaram que há uma correspondência entre as famílias linguísticas encontradas na pesquisa linguística e a árvore populacional que encontraram em seu estudo de 1994. Geralmente, há distâncias genéticas mais curtas entre populações que usam línguas da mesma família de línguas. Exceções a essa regra também são encontradas, por exemplo, Sami, que são geneticamente associados a populações que falam línguas de outras famílias de línguas. Os Sami falam uma língua Uralic, mas são geneticamente principalmente europeus. Argumenta-se que isso resultou da migração (e cruzamento) com europeus, embora mantendo sua língua original. Também existe acordo entre as datas de pesquisa em arqueologia e aquelas calculadas com base na distância genética. [58] [76]

Estudos de auto-identificação Editar

Jorde e Wooding descobriram que, embora os clusters de marcadores genéticos fossem correlacionados com alguns conceitos tradicionais de raça, as correlações eram imperfeitas e imprecisas devido à natureza contínua e sobreposta da variação genética, observando que a ancestralidade, que pode ser determinada com precisão, não é equivalente a o conceito de raça. [77]

Um estudo de 2005 realizado por Tang e colegas usou 326 marcadores genéticos para determinar agrupamentos genéticos. Os 3.636 indivíduos, dos Estados Unidos e Taiwan, se identificaram como pertencentes a grupos étnicos brancos, afro-americanos, asiáticos ou hispânicos. O estudo encontrou "correspondência quase perfeita entre o agrupamento genético e SIRE para os principais grupos étnicos que vivem nos Estados Unidos, com uma taxa de discrepância de apenas 0,14 por cento". [57] Paschou et al. encontraram um acordo "essencialmente perfeito" entre 51 populações de origem autoidentificadas e a estrutura genética da população, usando 650.000 marcadores genéticos. A seleção de marcadores genéticos informativos permitiu uma redução para menos de 650, mantendo a precisão quase total. [78]

A correspondência entre grupos genéticos em uma população (como a atual população dos Estados Unidos) e raça ou grupos étnicos autoidentificados não significa que tal grupo (ou grupo) corresponda a apenas um grupo étnico. Os afro-americanos têm uma mistura genética europeia estimada de 20 a 25%. Os hispânicos têm ancestrais europeus, americanos nativos e africanos. [57] No Brasil, tem havido grande mistura entre europeus, ameríndios e africanos. Como resultado, as diferenças de cor da pele dentro da população não são graduais e existem associações relativamente fracas entre raça auto-relatada e ancestralidade africana. [79] [80] A autoclassificação etnoracial em brasileiros certamente não é aleatória com respeito à ancestralidade individual do genoma, mas a força da associação entre o fenótipo e a proporção média da ancestralidade africana varia amplamente entre a população. [81]

Crítica de estudos de distância genética e clusters Editar

As distâncias genéticas geralmente aumentam continuamente com a distância geográfica, o que torna uma linha divisória arbitrária. Quaisquer dois assentamentos vizinhos exibirão alguma diferença genética entre si, que pode ser definida como uma raça. Portanto, as tentativas de classificar as raças impõem uma descontinuidade artificial em um fenômeno que ocorre naturalmente. Isso explica porque os estudos sobre a estrutura genética populacional apresentam resultados variados, dependendo da metodologia. [82]

Rosenberg e colegas (2005) argumentaram, com base na análise de agrupamento das 52 populações no Painel de Diversidade Genética Humana, que as populações nem sempre variam continuamente e a estrutura genética de uma população é consistente se marcadores genéticos (e indivíduos) suficientes forem incluídos.

O exame da relação entre distância genética e geográfica suporta uma visão em que os clusters surgem não como um artefato do esquema de amostragem, mas de pequenos saltos descontínuos na distância genética para a maioria dos pares de populações em lados opostos de barreiras geográficas, em comparação com a distância genética para pares do mesmo lado. Assim, a análise do conjunto de dados de 993 locus corrobora nossos resultados anteriores: se marcadores suficientes forem usados ​​com uma amostra mundial suficientemente grande, os indivíduos podem ser divididos em grupos genéticos que correspondem às principais subdivisões geográficas do globo, com alguns indivíduos de localizações geográficas intermediárias tendo associação mista nos clusters que correspondem às regiões vizinhas.

Eles também escreveram sobre um modelo com cinco clusters correspondentes à África, Eurásia (Europa, Oriente Médio e Ásia Central / Sul), Leste Asiático, Oceania e Américas:

Para pares de populações do mesmo aglomerado, conforme aumenta a distância geográfica, a distância genética aumenta de maneira linear, consistente com uma estrutura de população clinal. No entanto, para pares de clusters diferentes, a distância genética é geralmente maior do que entre pares intracluster que têm a mesma distância geográfica. Por exemplo, as distâncias genéticas para pares de populações com uma população na Eurásia e outra no Leste Asiático são maiores do que para pares em distâncias geográficas equivalentes na Eurásia ou no Leste Asiático. Em termos gerais, são esses pequenos saltos descontínuos na distância genética - através dos oceanos, do Himalaia e do Saara - que fornecem a base para a capacidade da ESTRUTURA de identificar aglomerados que correspondem a regiões geográficas. [61]

Isso se aplica às populações em seus lares ancestrais, quando as migrações e o fluxo gênico eram lentos, grandes, migrações rápidas exibem características diferentes. Tang e colegas (2004) escreveram: "detectamos apenas uma modesta diferenciação genética entre diferentes locais geográficos atuais dentro de cada grupo de raça / etnia. Assim, ancestralidade geográfica antiga, que está altamente correlacionada com raça / etnia autoidentificada - em oposição à residência atual —É o principal determinante da estrutura genética na população dos Estados Unidos ". [57]

A análise de clusters tem sido criticada porque o número de clusters a serem pesquisados ​​é decidido com antecedência, com diferentes valores possíveis (embora com vários graus de probabilidade). [83] A análise de componentes principais não decide com antecedência quantos componentes pesquisar. [84]

O estudo de 2002 de Rosenberg et al. [85] exemplifica por que os significados desses agrupamentos são discutíveis. O estudo mostra que na análise de agrupamento K = 5, agrupamentos genéticos mapeiam aproximadamente em cada uma das cinco principais regiões geográficas. Resultados semelhantes foram reunidos em estudos posteriores em 2005. [86]

No entanto, além dos cinco principais aglomerados supostamente geográficos, um sexto grupo, os Kalash, um grupo étnico minoritário no Paquistão, começou a aparecer a partir de K = 6. O naturalista racial Nicholas Wade considera que os resultados "não fazem sentido genético ou geográfico". Eles são, portanto, omitidos em seu livro A Troublesome Inheritance em favor da análise de cluster K = 5.

Esse viés, no entanto, reflete como a pesquisa é inerentemente falha. A amostra populacional é escolhida com representação geográfica e conceitos populares de raça em mente, em vez de levar em consideração a diversidade genética dentro das diferentes regiões geográficas. O Kalash não se enquadrou no padrão geral, pois foi uma população geneticamente isolada que por acaso se refletiu neste estudo. Inúmeros grupos geneticamente modificados, como os sentineleses isolados, não estão representados no estudo. [ citação necessária ]

Crítica de marcadores informativos de ancestralidade Editar

Os marcadores informativos de ancestralidade (AIMs) são uma tecnologia de rastreamento de genealogia que tem sido muito criticada por depender de populações de referência. Em um artigo de 2015, Troy Duster descreve como a tecnologia contemporânea permite o rastreamento da linhagem ancestral, mas ao longo apenas das linhas de uma linha materna e outra paterna. Ou seja, de um total de 64 tataravós, apenas um de cada pai é identificado, o que implica que os outros 62 ancestrais são ignorados nos esforços de rastreamento. [87] Além disso, as 'populações de referência' usadas como marcadores para a associação de um grupo particular são designadas arbitrariamente e contemporaneamente. Em outras palavras, usar populações que atualmente residem em determinados lugares como referências para certas raças e grupos étnicos não é confiável devido às mudanças demográficas que ocorreram ao longo de muitos séculos nesses locais. Além disso, sendo os marcadores informativos de ancestralidade amplamente compartilhados por toda a população humana, é sua frequência que é testada, não sua mera ausência / presença. Um limite de frequência relativa deve, portanto, ser definido. De acordo com Duster, os critérios para definir esses limites são um segredo comercial das empresas que comercializam os testes. Portanto, não podemos dizer nada conclusivo sobre se eles são apropriados. Os resultados dos AIMs são extremamente sensíveis ao local onde essa barra é definida. [88] Dado que muitas características genéticas são encontradas muito semelhantes em muitas populações diferentes, a taxa de frequência considerada suficiente para fazer parte de uma população de referência é muito importante. Isso também pode levar a erros, visto que muitas populações podem compartilhar os mesmos padrões, se não exatamente os mesmos genes. "Isso significa que alguém da Bulgária cujos ancestrais remontam ao século XV poderia (e às vezes faz) mapear parcialmente como 'Nativo Americano'". [87] Isso acontece porque os AIMs baseiam-se em uma suposição de '100% de pureza' das populações de referência. Ou seja, eles assumem que um padrão de características seria idealmente necessário e condição suficiente para atribuir um indivíduo a uma população de referência ancestral.

Existem certas diferenças estatísticas entre grupos raciais na suscetibilidade a certas doenças. [89] Os genes mudam em resposta a doenças locais. Por exemplo, pessoas que são Duffy-negativas tendem a ter uma maior resistência à malária. O fenótipo negativo Duffy é altamente frequente na África Central e a frequência diminui com a distância da África Central, com frequências mais altas em populações globais com altos graus de imigração africana recente. Isso sugere que o genótipo negativo Duffy evoluiu na África Subsaariana e foi posteriormente selecionado positivamente para a zona endêmica de malária. [90] Uma série de doenças genéticas prevalentes em áreas endêmicas de malária podem fornecer resistência genética à malária, incluindo doença falciforme, talassemia e glicose-6-fosfato desidrogenase. A fibrose cística é a doença autossômica recessiva limitante de vida mais comum entre as pessoas de ascendência europeia - uma vantagem hipotética do heterozigoto, que oferece resistência a doenças anteriormente comuns na Europa, foi questionada. [91] Os cientistas Michael Yudell, Dorothy Roberts, Rob DeSalle e Sarah Tishkoff argumentam que o uso dessas associações na prática da medicina levou os médicos a ignorar ou identificar erroneamente a doença: "Por exemplo, hemoglobinopatias podem ser diagnosticadas erroneamente devido à identificação de foice- célula como uma doença 'negra' e a talassemia como uma doença 'mediterrânea'. A fibrose cística é subdiagnosticada em populações de ascendência africana, porque é considerada uma doença 'branca'. " [92]

As informações sobre a população de origem de uma pessoa podem ajudar no diagnóstico e as respostas adversas aos medicamentos podem variar por grupo. [58] [ duvidoso - discutir ] Por causa da correlação entre raça autoidentificada e clusters genéticos, os tratamentos médicos influenciados pela genética têm taxas variáveis ​​de sucesso entre grupos raciais autodefinidos. [93] Por este motivo, alguns médicos [ quem? ] consideram a raça do paciente ao escolher o tratamento mais eficaz, [94] e alguns medicamentos são comercializados com instruções específicas para cada raça. [95] Jorde e Wooding (2004) argumentaram que por causa da variação genética dentro dos grupos raciais, quando "finalmente se tornar viável e disponível, a avaliação genética individual de genes relevantes provavelmente se mostrará mais útil do que a raça na tomada de decisão médica". No entanto, a raça continua a ser um fator ao examinar grupos (como a pesquisa epidemiológica). [77] Alguns médicos e cientistas, como o geneticista Neil Risch, argumentam que usar a raça autoidentificada como um proxy para ancestralidade é necessário para ser capaz de obter uma amostra suficientemente ampla de diferentes populações ancestrais e, por sua vez, ser capaz de fornecer cuidados de saúde que é adaptado às necessidades dos grupos minoritários. [96]

Uso em revistas científicas Editar

Algumas revistas científicas abordaram erros metodológicos anteriores, exigindo um escrutínio mais rigoroso das variáveis ​​populacionais. Desde 2000, Nature Genetics exige que seus autores "expliquem por que fazem uso de grupos étnicos ou populações particulares e como a classificação foi alcançada". Editores de Nature Genetics dizem que "[eles] esperam que isso aumente a conscientização e inspire projetos mais rigorosos de estudos genéticos e epidemiológicos". [97]

Interações gene-ambiente Editar

Lorusso e Bacchini [98] argumentam que a raça autoidentificada é de maior utilidade na medicina, pois se correlaciona fortemente com os exposomes relacionados ao risco que são potencialmente hereditários quando se incorporam ao epigenoma. Eles resumem as evidências da ligação entre a discriminação racial e os resultados de saúde devido à pior qualidade dos alimentos, acesso à saúde, condições de moradia, educação, acesso à informação, exposição a agentes infecciosos e substâncias tóxicas e escassez de material. Eles também citam evidências de que esse processo pode funcionar positivamente - por exemplo, a vantagem psicológica de se perceber no topo de uma hierarquia social está ligada à melhoria da saúde. No entanto, eles alertam que os efeitos da discriminação não oferecem uma explicação completa para as taxas diferenciais de doenças e fatores de risco entre grupos raciais, e o emprego de raça identificada por si mesmo tem o potencial de reforçar as desigualdades raciais.

O naturalismo racial é a visão de que as classificações raciais são baseadas em padrões objetivos de semelhanças e diferenças genéticas. Os defensores desta visão justificaram usando as evidências científicas descritas acima. No entanto, essa visão é controversa e os filósofos [99] da raça apresentaram quatro objeções principais a ela.

Objeções semânticas, como a objeção da discriminação, argumentam que as populações humanas escolhidas na pesquisa de genética populacional não são raças e não correspondem ao que "raça" significa nos Estados Unidos. “A objeção de discretude não exige que não haja mistura genética na espécie humana para que haja 'grupos raciais' nos Estados Unidos. Em vez disso, o que a objeção afirma é que pertencer a grupos raciais dos Estados Unidos é diferente de pertencer a populações continentais. . Assim, estritamente falando, os negros não são idênticos aos africanos, os brancos não são idênticos aos eurasianos, os asiáticos não são idênticos aos asiáticos orientais e assim por diante. " [100] Portanto, pode-se argumentar que a pesquisa científica não é realmente sobre raça.

As próximas duas objeções são objeções metafísicas que argumentam que mesmo que as objeções semânticas falhem, os resultados do agrupamento genético humano não suportam a realidade biológica da raça. A 'objeção muito importante' estipula que as raças na definição dos Estados Unidos deixam de ser importantes para a biologia, no sentido de que as populações continentais não formam subespécies biológicas. A 'objeção objetivamente real' afirma que "os grupos raciais dos Estados Unidos não são biologicamente reais porque não são objetivamente reais no sentido de existir independentemente do interesse humano, crença ou algum outro estado mental dos humanos." [101] Naturalistas raciais, como Quayshawn Spencer, responderam a cada uma dessas objeções com contra-argumentos. Existem também críticos metodológicos que rejeitam o naturalismo racial por causa de preocupações relacionadas ao desenho experimental, execução ou interpretação da pesquisa genética populacional relevante. [102]

Outra objeção semântica é a objeção de visibilidade que refuta a afirmação de que existem grupos raciais nos Estados Unidos nas estruturas da população humana. Filósofos como Joshua Glasgow e Naomi Zack acreditam que os grupos raciais dos EUA não podem ser definidos por traços visíveis, como cor da pele e atributos físicos: "O material de rastreamento genético ancestral não tem efeito sobre os fenótipos ou traços biológicos dos organismos, o que incluiria o traços considerados raciais, porque o material genético de rastreamento ancestral não desempenha nenhum papel na produção de proteínas, não é o tipo de material que 'codifica' para a produção de proteínas. " [103] [ página necessária Spencer afirma que certos discursos raciais requerem grupos visíveis, mas discorda que isso seja um requisito em todo o discurso racial dos Estados Unidos. [ citação necessária ] [ peso indevido? - discutir ]

Uma objeção diferente afirma que os grupos raciais dos Estados Unidos não são biologicamente reais porque não são objetivamente reais no sentido de existirem independentemente de algum estado mental dos humanos. Os proponentes desta segunda objeção metafísica incluem Naomi Zack e Ron Sundstrom. [103] [104] Spencer argumenta que uma entidade pode ser biologicamente real e socialmente construída. Spencer afirma que, para capturar com precisão entidades biológicas reais, os fatores sociais também devem ser considerados. [ citação necessária ] [ peso indevido? - discutir ]

Argumenta-se que o conhecimento da raça de uma pessoa é de valor limitado, uma vez que as pessoas da mesma raça variam umas das outras. [77] David J. Witherspoon e colegas argumentaram que quando os indivíduos são atribuídos a grupos populacionais, dois indivíduos escolhidos aleatoriamente de diferentes populações podem se parecer mais do que um membro escolhido aleatoriamente de seu próprio grupo. Eles descobriram que muitos milhares de marcadores genéticos tinham que ser usados ​​para responder a "Com que frequência um par de indivíduos de uma população é geneticamente mais diferente do que dois indivíduos escolhidos de duas populações diferentes?" ser "nunca". Isso assumiu três grupos populacionais, separados por grandes distâncias geográficas (europeu, africano e leste asiático). A população humana global é mais complexa, e estudar um grande número de grupos exigiria um número maior de marcadores para a mesma resposta. Eles concluem que "deve-se ter cuidado ao usar ancestrais geográficos ou genéticos para fazer inferências sobre fenótipos individuais", [105] e "O fato de que, dados dados genéticos suficientes, os indivíduos podem ser corretamente atribuídos às suas populações de origem é compatível com o observação de que a maior parte da variação genética humana é encontrada dentro de populações, não entre elas. Também é compatível com nossa descoberta de que, mesmo quando as populações mais distintas são consideradas e centenas de loci são usados, os indivíduos são frequentemente mais semelhantes a membros de outras populações do que aos membros da sua própria população ". [106]

Isso é semelhante à conclusão a que chegou o antropólogo Norman Sauer em um artigo de 1992 sobre a capacidade dos antropólogos forenses de atribuir "raça" a um esqueleto, com base nas características craniofaciais e na morfologia dos membros. Sauer disse, "a atribuição bem-sucedida de raça a um espécime esquelético não é uma justificativa do conceito de raça, mas sim uma previsão de que um indivíduo, enquanto vivo, foi atribuído a uma categoria 'racial' socialmente construída particular. Um espécime pode apresentar características que apontam para ancestrais africanos. Neste país, essa pessoa provavelmente foi rotulada como negra, independentemente de essa raça realmente existir ou não na natureza ". [107]

Críticas aos medicamentos baseados em raça Editar

Troy Duster aponta que a genética muitas vezes não é o determinante predominante das suscetibilidades a doenças, embora possam estar correlacionadas com categorias específicas definidas socialmente. Isso ocorre porque essa pesquisa muitas vezes carece de controle para uma multiplicidade de fatores socioeconômicos. Ele cita dados coletados por King e Rewers que indicam como as diferenças dietéticas desempenham um papel significativo na explicação das variações da prevalência de diabetes entre as populações.

Duster elabora apresentando o exemplo dos Pima do Arizona, uma população que sofre de taxas desproporcionalmente altas de diabetes. A razão para isso, ele argumenta, não foi necessariamente resultado da prevalência do gene FABP2, que está associado à resistência à insulina. Em vez disso, ele argumenta que os cientistas muitas vezes desconsideram as implicações do estilo de vida em contextos sócio-históricos específicos. Por exemplo, perto do final do século 19, a economia Pima era predominantemente baseada na agricultura. No entanto, à medida que a população europeu-americana se instala no território tradicionalmente Pima, o estilo de vida Pima tornou-se fortemente ocidentalizado. Em três décadas, a incidência de diabetes aumentou várias vezes. O fornecimento governamental de alimentos gratuitos com alto teor de gordura para aliviar a prevalência da pobreza na população é apontado como uma explicação para esse fenômeno. [108]

Lorusso e Bacchini argumentam contra a suposição de que "a raça autoidentificada é um bom substituto para uma ancestralidade genética específica" [98] com base em que a raça autoidentificada é complexa: depende de uma série de fatores psicológicos, culturais e sociais, e, portanto, "não é um proxy robusto para ancestralidade genética". Além disso, eles explicam que a raça autoidentificada de um indivíduo é composta de outros fatores coletivamente arbitrários: opiniões pessoais sobre o que é raça e até que ponto ela deve ser levada em consideração na vida cotidiana. Além disso, os indivíduos que compartilham uma ancestralidade genética podem diferir em sua auto-identificação racial em contextos históricos ou socioeconômicos. Disto, Lorusso e Bacchini concluem que a precisão na previsão da ancestralidade genética com base na auto-identificação é baixa, especificamente em populações miscigenadas nascidas de histórias ancestrais complexas.


Atividade 1: Variação genética em populações

A crescente capacidade de detectar e medir a variação genética humana nos permite estudar semelhanças e diferenças entre os indivíduos. Nesta atividade, você analisará dados sobre variação genética e abordará uma série de questões sobre variação dentro e entre populações.

Você deve compreender os seguintes conceitos antes de iniciar esta atividade:

  • a relação entre genes e proteínas
  • a relação entre gene e fenótipo
  • a diferença entre um gene e um alelo e
  • declarações de frequência, por exemplo, 0,45 (45 por cento).

Variação nas Populações

Como normalmente identificamos uma pessoa como membro de um determinado grupo racial ou étnico?

Até que ponto nos concentramos nas características externas, como cor da pele, textura do cabelo ou estruturas faciais características?

Existem desvantagens em confiar nas características físicas externas?

Existem outros indicadores biológicos que poderiam fornecer informações sobre as semelhanças e diferenças entre os grupos?

O exame das semelhanças e diferenças genéticas forneceria uma orientação confiável para a classificação dos grupos?

Observe as frequências alélicas de três genes diferentes em populações de todo o mundo. Você verá vários mapas que contêm um subconjunto dos dados reais coletados por cientistas.

Qual é a faixa de frequências para cada alelo mostrado?

Qual alelo varia mais em frequência?

Qual alelo varia menos?

Proponha algumas hipóteses que explicam a variação na frequência do FY-0.

Dica 1: Pense em hipóteses baseadas na evolução e na seleção natural.

Dica 2: A seleção natural é uma função das variações ambientais que agem sobre as variações genéticas que ocorrem naturalmente e seus efeitos fenotípicos.

Veja o mapa a seguir para examinar dados adicionais para ajudá-lo a refinar sua hipótese.

Qual é a relação entre a incidência de Plasmodium vivax malária e o alelo FY-O?

Reveja as informações abaixo sobre o que os cientistas sabem sobre cada um dos alelos usados ​​nesta atividade. Se desejar, refaça sua hipótese.

O gene GC (que possui dois alelos principais, 1 e 2) codifica uma proteína do sangue que se liga à vitamina D e regula sua distribuição no corpo.

O gene HP codifica outra proteína do sangue (haptoglobina). Essa proteína se liga à hemoglobina liberada pelos glóbulos vermelhos quando eles se deterioram no final de sua vida natural ou quando são destruídos por uma doença, como a malária.

O gene FY codifica uma proteína normalmente encontrada na superfície das células vermelhas do sangue. A proteína torna mais fácil para um parasita da malária em particular, Plasmodium vivax, para entrar nas células vermelhas do sangue. Uma vez no glóbulo vermelho, P. vivax, como todos os parasitas da malária, multiplica-se. O alelo FY-O resulta na ausência da proteína. Isso torna difícil para o parasita entrar nas células vermelhas do sangue e se multiplicar. Portanto, o alelo FY-O fornece uma certa proteção contra esse tipo de malária.

O alelo FY-0 fornece uma vantagem seletiva em regiões onde Plasmodium vivax a malária é comum. Essa vantagem é responsável pelo aumento da frequência do alelo FY-0 nessas regiões. Conhecemos apenas alguns exemplos onde há uma relação clara entre uma variável ambiental e diferenças na frequência do alelo.

Os cientistas examinaram o DNA de regiões cromossômicas que apresentam muitas diferenças detectáveis ​​na sequência.

Definições:

STRP: polimorfismos autossômicos curtos em tandem de repetição. Esses são segmentos variáveis ​​de DNA com 3, 4 ou 5 bases de comprimento, repetidos indefinidamente.

RSP: polimorfismo de sítio de restrição autossômico. Variações da sequência de DNA que ocorrem em sequências de reconhecimento de enzimas de restrição que resultam em variações (polimorfismos) no comprimento dos fragmentos de DNA obtidos pelo corte do DNA com uma enzima de restrição específica.

Alu: Polimorfismo de inserção Alu. As sequências Alu são sequências repetidas com cerca de 300 bases de comprimento. Existem muitos milhares de repetições Alu no genoma e elas aparecem dentro dos genes e entre os genes. Eles não têm função conhecida.

HVS1 e HVS2: sequência hipervariável 1 e 2. Este é o DNA de mitocôndrias retirado de regiões que têm muitas diferenças na sequência de DNA.

Y-STRP: Polimorfismos curtos em tandem de repetição do cromossomo Y.

Agora examine os dados acima de um estudo de variação genética mundial em 255 indivíduos. Os indivíduos incluíam 72 africanos, 63 asiáticos e 120 europeus.

Com base nos dados que você viu, você poderia traçar limites que separariam as populações claramente com base nas diferenças genéticas?

O estudo das variações genéticas em Homo sapiens mostra que há mais variação genética dentro das populações do que entre as populações. Isso significa que dois indivíduos aleatórios de qualquer grupo são quase tão diferentes quanto quaisquer dois indivíduos aleatórios do mundo inteiro.

Embora possa ser fácil observar diferenças externas distintas entre grupos de pessoas, é mais difícil distingui-los geneticamente, uma vez que a maioria das variações genéticas é encontrada em todos os grupos.

Notas de rodapé

1. Alelo: uma forma alternativa de um gene em um determinado locus. Por exemplo, o gene para o grupo sanguíneo ABO tem três alelos, A, B e O.

2. Frequência do alelo: a comunhão de um alelo particular em uma determinada população, expressa como um número, de 0 a 1, ou como uma porcentagem, de 0 a 100.


3. O que é Fst?

Para entender o estudo de Lewontin & # 8217s de 1972, você precisa ter uma compreensão básica de algumas coisas básicas de genética. Não se preocupe, não é muito complicado.

O estudo de Lewontin & # 8217s foi o primeiro na história a medir o Fst (também conhecido como & # 8220Fixation Index & # 8221) da humanidade como um todo. Em termos leigos, Fst é uma maneira de medir quanto material genético é compartilhado por grupos populacionais. Em termos científicos, & # 8220Fst & # 8221 é a proporção da variação genética total de uma (s) subpopulação (ões) em relação à variação genética total da população total (t). Uma primeira classificação de zero significa a partilha total de material genético (subpopulações geneticamente idênticas, por exemplo, clones). Uma primeira classificação de 1 significa que não há compartilhamento algum.

Fst inferior = mais genes compartilhados e menos variação genética.
Maior Fst = menos genes compartilhados e mais variação genética.

Um exemplo básico usando duas subpopulações (o número mínimo):


MATERIAIS E MÉTODOS

Amostras de DNA: Os 10 africanos usados ​​foram 1 pigmeu biaka, 1 pigmeu Mbuti, 1 ganês, 1 kikuyu, 1! Kung, 1 luo, 2 nigerianos (yuroba e rios), 1 falante bantu sul-africano e 1 zulu (também falante bantu sul-africano ) os 10 europeus eram 1 finlandês, 1 francês, 1 alemão, 1 húngaro, 1 italiano, 1 português, 1 russo, 1 espanhol, 1 sueco e 1 ucraniano e os 10 asiáticos eram 1 cambojano, 2 chineses (norte e sul) , 1 Han taiwanês, 2 indianos (Punjab e Bengala), 1 japonês, 1 mongol, 1 vietnamita e 1 yakut. Como todo segmento estudado é autossômico, o número de sequências estudadas para cada segmento é de 60 (20 para cada continente estudado).

Seleção de segmentos de DNA: Cinqüenta segmentos genômicos não-codificantes e não-repetitivos (cada ∼1 kb), que cobriam quase todos os autossomos, foram selecionados aleatoriamente com referência ao Gesee C hen e L i (2001) para detalhes. Todos eles foram escolhidos para evitar a codificação ou ligação estreita com qualquer região de codificação. Em cada segmento e suas regiões próximas, não havia gene registrado no GenBank e nenhuma região codificadora potencial foi detectada pelo GenScan ou GRAIL-EXP.

Amplificação por PCR e sequenciamento de DNA: PCR Touchdown (D em et al. 1991) foi utilizado e as reações foram realizadas seguindo as condições descritas (Z hao et al. 2000). Os produtos de PCR foram purificados pelo kit de resina de purificação de DNA Wizard PCR Preps (Promega, Madison, WI). A reação de sequenciação foi realizada de acordo com o protocolo dos kits de sequenciação ABI Prism BigDye Terminator (Perkin-Elmer, Norwalk, CT) modificado por um quarto de reação. Os produtos de extensão foram purificados por Sephadex G-50 (DNA grade Pharmacia, Piscataway, NJ) e executados em um sequenciador de DNA ABI 377XL usando géis de 4,25% (Sooner Scientific). Cerca de 500 bp de cada segmento foram sequenciados.

O ABI DNA Sequence Analysis 3.0 foi usado para rastreamento de pista e chamada de base. Os dados foram então revisados ​​manualmente e os locais heterozigotos foram detectados como picos duplos. As sequências direta e reversa foram montadas automaticamente em cada indivíduo usando SeqMan no DNASTAR. Os arquivos montados foram cuidadosamente verificados a olho nu. Traços fluorescentes para cada local variante foram verificados novamente em todos os indivíduos. Todos os singletons, que eram variantes que aparecem apenas uma vez na amostra total, foram verificados por reamplificação por PCR e re-sequenciamento dos produtos de PCR em ambas as direções.

Análise de dados: As sequências foram alinhadas por SeqMan no pacote DNASTAR ou DAMBE (X ia 2000). Os valores de diversidade de nucleotídeos foram calculados usando DNASP (R ozas e R ozas 1999), DAMBE e nossos próprios programas.


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Diversidade Humana Moderna - Genética

As pessoas hoje parecem extremamente diversificadas por fora. Mas quanto dessa diversidade é codificada geneticamente? Quão profundas são essas diferenças entre grupos humanos? Em primeiro lugar, em comparação com muitas outras espécies de mamíferos, os humanos são geneticamente muito menos diversos - uma descoberta contra-intuitiva, dada a nossa grande população e distribuição mundial. Por exemplo, a subespécie do chimpanzé que vive apenas na África Central, Pan troglodytes troglodytes, tem níveis mais altos de diversidade do que os humanos globalmente, e a diferenciação genética entre os ocidentais (P. t. verus) e central (P. t. trogloditas) subespécie de chimpanzés é muito maior do que entre as populações humanas.

Os primeiros estudos da diversidade humana mostraram que a maior parte da diversidade genética foi encontrada entre indivíduos, em vez de entre populações ou continentes, e que a variação na diversidade humana é melhor descrita por gradientes geográficos ou clines. Um amplo estudo publicado em 2004 descobriu que 87,6% do total da diversidade genética humana moderna é explicada pelas diferenças entre os indivíduos e apenas 9,2% entre os continentes. Em geral, 5% -15% da variação genética ocorre entre grandes grupos que vivem em continentes diferentes, com a maioria restante da variação ocorrendo dentro de tais grupos (Lewontin 1972 Jorde et al. 2000a Hinds et al. 2005). Esses resultados mostram que quando os indivíduos são amostrados em todo o mundo, o padrão visto é não uma questão de clusters discretos - mas sim gradientes na variação genética (variações geográficas graduais nas frequências dos alelos) que se estendem por todo o mundo. Portanto, não há razão para supor que grandes descontinuidades genéticas existam entre povos em diferentes continentes ou "raças". Os autores do estudo de 2004 dizem que ‘não vêem razão para assumir que as" raças "representam quaisquer unidades de relevância para a compreensão da história genética humana. Uma exceção pode ser genes em que diferentes regimes de seleção atuaram em diferentes regiões geográficas. No entanto, mesmo nesses casos, as descontinuidades genéticas vistas geralmente não são "raciais" ou continentais por natureza, mas dependem de fatores históricos e culturais que são mais locais por natureza '(Serre e Pääbo 2004: 1683-1684).


Variantes genéticas 'raras' são surpreendentemente comuns, relatam cientistas da vida

Um grande levantamento da variação genética humana, recém-publicado na versão online da revista Ciência, mostra que variantes genéticas raras não são tão raras afinal e oferece informações sobre doenças humanas.

"Eu sabia que haveria uma variação rara, mas não tinha ideia de que haveria tanto", disse o autor sênior da pesquisa, John Novembre, professor assistente de ecologia e biologia evolutiva e de bioinformática da UCLA.

Uma equipe de cientistas da vida estudou 202 genes em 14.002 pessoas. O genoma humano contém cerca de 3 bilhões de pares de bases. Os cientistas estudaram 864.000 desses pares. Embora esta seja apenas uma pequena parte do genoma, o tamanho da amostra de 14.002 pessoas é um dos maiores já em um estudo de sequenciamento em humanos.

"Nossos resultados sugerem que há muitos, muitos lugares no genoma onde um indivíduo, ou alguns indivíduos, têm algo diferente", disse Novembre. "No geral, é surpreendentemente comum que haja uma variante rara na população.

"Este estudo não nos diz como curar uma doença em particular, mas sugere que a doença em geral pode ser causada por variantes raras, e se você está tentando encontrar a base genética da doença, é importante se concentrar nessas variantes. a base genética da doença fornece pistas de como as doenças funcionam e pistas sobre como tratá-las. "

Os cientistas descobriram uma variante genética a cada 17 bases, que era uma taxa dramaticamente maior do que eles esperavam, disse Novembre, um geneticista populacional que é membro do programa interdepartamental de bioinformática da UCLA.

Na maioria das vezes, apenas uma pessoa tem a variante genética e as outras 14.001 não.

"Vimos muito disso", disse ele. "Descobrimos que há muitos lugares nesses 202 genes onde há variação e apenas alguns indivíduos diferem de todo o grupo, ou apenas um difere. Também vemos evidências de que uma fração substancial dessas raras variantes genéticas parece ser deletéria em um senso evolutivo de longo prazo e pode impactar doenças. "

A equipe de pesquisa incluiu Daniel Wegmann, um ex-bolsista de pós-doutorado da UCLA no laboratório de Novembre e co-primeiro autor do estudo Darren Kessner, um estudante graduado da UCLA no Ph.D. interdepartamental de bioinformática. colegas do programa da Universidade de Michigan, Ann Arbor (em campos que incluem genética humana e bioestatística) e geneticistas da empresa internacional de saúde GlaxoSmithKline, incluindo o líder do projeto Matthew Nelson. Os cientistas da vida da UCLA estiveram envolvidos na análise genética da população dos dados.

No estudo, 10.621 pessoas tinham uma das 12 doenças, incluindo doença arterial coronariana, esclerose múltipla, transtorno bipolar, esquizofrenia, osteoartrite e doença de Alzheimer. 3.381 não tinham nenhuma das doenças.

"O grande tamanho da amostra nos permite ver os padrões com mais clareza do que nunca", disse Novembre. "Se as variantes raras são como estrelas distantes, esse tipo de tamanho de amostra grande é como ter o telescópio Hubble, que nos permite ver mais do que antes. Vemos uma tonelada de variações raras, e essas variantes raras costumam fazer mudanças nas proteínas . Dessa forma, este estudo tem implicações importantes para a base genética das doenças em humanos. É consistente com a ideia de que muitas doenças podem ser parcialmente causadas por variantes raras. "

O crescimento da população humana ajuda a explicar o grande número de variantes genéticas, disseram os cientistas.

"O fato de vermos tantas variantes raras é em parte devido ao fato de que as populações humanas têm crescido muito rapidamente", disse Novembre. "Como a população humana cresceu muito, a oportunidade de ocorrerem mutações também aumentou. Algumas das variantes que estamos vendo são muito jovens, datando do crescimento populacional desde a invenção da agricultura e até mesmo da Revolução Industrial. Esse crescimento criou muitos oportunidades de mutação no genoma porque há muitas transmissões de cromossomos de pai para filho em grandes populações. "

Os cientistas isolaram e sequenciaram os pedaços de DNA dos 202 genes.

Eles estimaram as taxas de mutação a partir de dados genéticos populacionais, o que apenas raramente foi feito antes.

"Fomos capazes de estimar as taxas de mutação para cada um dos genes, o que tem sido difícil de fazer com tamanhos de amostra menores", disse Novembre. "Em pesquisas futuras, podemos estudar as taxas de mutação não apenas nesses 202 genes, mas em todo o genoma."

As tecnologias de sequenciamento estão avançando rapidamente, disse ele. "O que parecia ficção científica no passado é ciência hoje."

Variantes genéticas raras não seriam detectáveis ​​na maioria dos estudos anteriores, cujas amostras geralmente tinham menos de 1.000 pessoas.

Normalmente, em genética populacional, é difícil estimar as taxas de mutação separadamente dos tamanhos da população, mas quando você chega a tamanhos de amostra muito grandes, pode estimar os dois separadamente, disse Novembre.

"Estimamos 202 taxas de mutação, uma para cada gene", disse ele. "Nós mostramos que a taxa de mutação varia de gene para gene. Estudos de acompanhamento podem revelar mais sobre quais fatores afetam as taxas de mutação."

Variantes genéticas raras são frequentemente localizadas geograficamente em pequenos bolsões ao redor do globo, em vez de serem disseminadas, disse Novembre.

Na imagem que acompanha este lançamento, cada linha vertical representa um dos 202 genes. Para cada gene, os cientistas traçaram, no topo da imagem, o número de variantes genéticas que têm uma frequência maior que 0,5 por cento. Quando as variantes são maiores que 0,5 por cento, estudos anteriores foram capazes de encontrar a maioria delas.

"Com nosso grande tamanho de amostra, podemos detectar variantes em uma frequência inferior a 0,5 por cento, e vemos todas elas, que nunca foram vistas antes", disse Novembre. "Estudos anteriores examinaram a ponta do iceberg da variação genética, mas há toda essa variação rara que esteve abaixo da superfície, abaixo do nosso limite de detecção. Agora, com amostras grandes, podemos ver uma imagem mais completa do ser humano diversidade genética."

O código genético tem mudanças que são "não sinônimas" (elas mudam o significado de uma proteína) e "sinônimas" (elas não mudam o significado de uma proteína).

"Vemos muitas mudanças não sinônimas entre as variantes raras, e estas estão afetando de forma plausível a doença em humanos, embora de maneiras que ainda não são bem compreendidas", disse Novembre.


Lewontin em contexto

A população e a genética humana já haviam começado a lançar dúvidas sobre a validade dos esquemas de classificação racial anteriores muito antes da década de 1970. Na verdade, o co-autor de Edwards em 1964, o eminente antropólogo biológico Luca Cavalli-Sforza, escreveu uma seção em História e Geografia dos Genes Humanos (1994) intitulado: “Falha científica do conceito de raças humanas” (seção 1.6). Afirmou que a variação genética individual acumulada ao longo de longos períodos de tempo, que a maioria dos polimorfismos antecede a separação dos humanos em continentes, que os mesmos polimorfismos são encontrados em todas as populações dentro da espécie e que a diferença entre os grupos é pequena quando comparada com aquela dentro grupos principais. Ele também afirmou que nenhum único gene era suficiente para classificar os humanos em categorias sistemáticas. No entanto, usando a mesma análise de agrupamento que Edwards afirma ser necessária para discriminar humanos em grupos raciais, eles rejeitaram a noção de sua existência.

Além disso, Edwards e Leroi injustamente destacam Richard Lewontin como o arquiteto da falácia estatística no centro do "domínio da construção social". No mesmo ano em que Lewontin publicou seu artigo, Masatoshi Nei e Arun Roychoudhury publicaram resultados semelhantes. 10 a medição geral da variação genética natural, especificamente para testar as teorias clássicas da seleção natural. Por esse motivo, foi publicada uma série de artigos, todos retornando os mesmos resultados e com análises semelhantes. Portanto, parece problemático concentrar uma discussão sobre a falácia de rejeitar a classificação racial apenas no trabalho de Lewontin. Nei e Roychoudhury não eram considerados cientistas radicais, portanto, parece que a escolha de Lewontin está mais associada a uma crítica de suas idéias políticas, em oposição a qualquer falácia estatística que ele possa ter cometido.

Finalmente, e mais importante, a legitimidade da teoria da construção social não está totalmente relacionada às questões matemáticas que Leroi levanta em sua discussão. Dizer que existem maneiras legítimas de estruturar populações humanas não significa que a história do pensamento racial aplicado aos humanos na biologia e na antropologia aplicou esses mesmos métodos. O mais irritante era sua afirmação da onipresença da “consciência social” exibida por cientistas que estudavam a variação humana. Os cientistas diferem em motivos e habilidades, assim como as pessoas em qualquer profissão. Historicamente, os cientistas que estudam a variação racial humana variam em motivação política, desde fascistas declarados a revolucionários socialistas. Nenhum cientista em qualquer parte do espectro estava imune à ideologia racial socializada. Em geral, esses cientistas pertenciam às populações socialmente dominantes em seus respectivos países. O papel que o racismo desempenhou nos sistemas americanos de dominação social não precisa ser documentado aqui. No entanto, pensar que as agendas sociais e as ideologias raciais socializadas do indivíduo não influenciaram e não estão influenciando atualmente a pesquisa sobre a variação racial humana é, na melhor das hipóteses, irremediavelmente ingênuo e, na pior, desonesto. Existem muitos exemplos anteriores disso, como as atividades dos cientistas associados ao Escritório de Registros da Eugenia nas décadas de 1920 e 30. Para entender como o domínio social está impactando a pesquisa moderna, requer mais sofisticação e será discutido a seguir.


A genética provou que você é único, assim como todo mundo

Costuma-se dizer que os humanos são 99,9% idênticos. e o que nos torna únicos é apenas 0,1% do nosso genoma. Isso pode parecer insignificante. Mas o que essas declarações falham em apontar é que o genoma humano é composto de três bilhões de pares de bases - o que significa que 0,1% ainda é igual a três milhões de pares de bases.

Nessas três milhões de diferenças estão as mudanças que geram cabelos ruivos em vez de loiros, ou olhos verdes em vez de azuis. Você pode encontrar alterações que aumentam o risco de obesidade ou outras que diminuem o risco de doenças cardíacas. Diferenças que o tornam mais alto ou intolerante à lactose ou permitem que você corra mais rápido.

Quando comecei a aprender sobre variação genética, presumi que essas mudanças - o 0,1% que nos torna únicos - só apareciam em certos lugares, como genes para altura ou doenças hereditárias como diabetes. Achei que o resto do genoma - os outros 99,9% - foi corrigido que o 0,1% que era diferente em mim era mais ou menos o mesmo 0,1% que era diferente em você. Mas, como se constatou, o 0,1% de DNA que é diferente entre as pessoas nem sempre é o mesmo 0,1%: a variação pode acontecer em qualquer lugar em nossos genomas.

Na verdade, um grupo de cientistas analisando 10.000 pessoas encontrou variantes em 146 milhões de posições únicas, ou cerca de 4,8% do genoma. Outro grupo coletou o DNA de 15.000 pessoas e encontrou 254 milhões de variantes, cerca de 8% do genoma. E à medida que continuamos a sequenciar 100.000, 100 milhões ou todos os sete bilhões de pessoas no planeta, encontraremos muito mais variação. Isso significa que os humanos têm muito mais diferenças do que pensávamos.

Imagine que seu DNA é um carro. Existem certas variantes óbvias que você pode ter: azul ou branco, duas ou quatro portas, conversível ou sedan. Essas mudanças representam 0,1%. Como os outros 99,9% - o motor, os bancos, o volante, os pneus - precisam estar lá para que o carro funcione, presumimos que sejam consertados.

Mas os carros elétricos nos mostraram que não precisamos mais da tampa do tanque, do tanque ou mesmo de um motor a gasolina, podemos substituir essas coisas por uma variante, como baterias e portas de carregamento. E talvez um dia desenvolvamos carros com propulsores em vez de pneus para que possamos pairar sobre o solo.

Em outras palavras, o que acreditamos ser estático pode, na verdade, ser variável. Mais de 0,1% do carro pode mudar e ainda ser um carro, assim como o genoma humano.

Com o aumento dos serviços que oferecem sequenciamento de seu DNA, mais e mais pessoas estão falando sobre o valor da genômica pessoal e o que você pode descobrir sobre si mesmo. Esses tipos de testes de correspondência são uma maneira fácil de apontar para algo tangível - como seus olhos azuis ou o gingado que você e sua avó compartilham - e dizer "Isso ocorre na família". Você pode até dizer: "Existe um gene para isso!"

Mas esses exemplos de evidências visíveis e diretas são apenas pontos de partida no campo imenso e apenas parcialmente explorado da genômica pessoal. Existem também muitas variações de nossos genomas que são invisíveis a olho nu, como a forma como metabolizamos a cafeína, temos uma aversão ao coentro ou os exemplos mais sérios de predisposição para certos tipos de câncer e doenças como Alzheimer e Parkinson.

Existem também todos os tipos de outras variantes de genes que ainda não descobrimos. Como nossos dados são limitados pela quantidade de DNA sequenciado disponível para estudo, cientistas como eu exploraram apenas uma pequena porção da variação genética que existe no mundo.

À medida que o acesso à genômica pessoal se torna uma opção mais prática e mais pessoas optam por pesquisar, esse banco de dados cresce a cada dia. Isso significa que nossas teorias se tornarão muito menos teóricas nos próximos meses e anos, e logo não será surpreendente descobrir que existe um gene para quase todas as características.

Então, o que toda essa variação realmente significa? O que aprendemos catalogando todas essas informações?

As consequências do sequenciamento do DNA de milhões de pessoas e da identificação de novas variantes genéticas são simultaneamente previsíveis e desconhecidas. On the predictable side, we are going to learn a lot more about human health and disease: Individual genetic variants and groups of genetic variants will be found to play a role in obesity, heart disease, and cancer, among other factors. We are going to find genetic variants responsible for rare diseases that have gone undiagnosed.

But it’s the unknown findings that get me excited. We don’t know how many unique variants we will find. And while our current understanding of biology suggests some positions in DNA are not variable (because any change in these genes disrupts the basic function of being human), we may discover that these positions actually estão variable and can change. We’re also getting to a point where we will be able to better study the role of environment—what you are exposed to, the things you choose to eat, the activities you decided to engage in—and how it interacts with your DNA. With this information, we will be able to better make predictions about you as an individual.

There is still so much for us to discover about human genetic variation. A variant that increases risk for a disease today might turn out to be protective for another disease tomorrow. The more people who get their DNA sequenced—whether for personal or research purposes—the more we will discover.

We each carry three billion base pairs of information inside us with the potential to unravel a piece of the mystery that makes us all so fundamentally human. At the end of the day, we are all still more similar than we are different—but we are just beginning to understand how important our differences are.