等位基因 === ###### tags: `基因體/三級分析` ###### tags: `生物資訊`, `基因體`, `三級分析`, `等位基因`, `allele`, `MAF` <br> [TOC] <br> ## 術語 > - allele > - 表現型 > - 基因型 > - 類型 > - 同基因型 > - 異基因型 > - 作用方式 > - 等位基因(等位作用?) > - 上位作用 ### 等位基因(allele) - 次等位基因頻率(Minor Allele Frequency, MAF) - 主要等位基因(major allele) - 次要等位基因(minor allele) - [major/minor/reference/alternative/risk/effect allele 概念解析](https://gwaslab.com/2021/08/21/allele-concept/) - major allele 与 minor allele 通常针对某一大小确定的特定群体而言，频率最高的allele为该群体的major allele， 频率次高的为 minor allele ### 表現型(phenotype)：基因所表現的性狀及可見到的外表 ### 基因型(Genotype)：個題的整個基因組合 ![](https://i.imgur.com/2JD2XoQ.png) - 同基因型|同質基因型：homozygous 同型合子, 純合子, 同質接合子 - 異基因型|異質基因型：heterozygous 異型合子, 雜合子, 異質接合子 - [顯性基因](https://www.facebook.com/notes/孔雀魚坊-taiwan-top-quality-guppy/孔雀魚基因淺談/621630287913559/)： - 形容等位基因 無論在同質或異質狀態下 會表現最明顯的表現型態 即為顯性基因 - [隱性基因](https://www.facebook.com/notes/孔雀魚坊-taiwan-top-quality-guppy/孔雀魚基因淺談/621630287913559/)： - 形容等位基因 只會在該生物的基因型為同質基因型 才能影響表現型 ### 上位作用 - 上位作用(epistasis)則是兩交互作用的基因分別位於不同的基因座上 ### 參考資料 - [[曾志仁醫師的網頁 - 衛教園地] 遺傳疾病](http://www.csh.org.tw/dr.tcj/N%20teaching/%E9%81%BA%E5%82%B3%E7%96%BE%E7%97%85.htm) - [基因的上位作用 -上](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=7330) <br> <hr> <br> ## 同源染色體 - ### [What are homologous chromosomes?](https://biology.stackexchange.com/questions/59287/what-are-homologous-chromosomes) ![](https://i.imgur.com/Km6RzG7.png) <br> <hr> <br> ## 基因座 - ### [基因座](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9F%BA%E5%9B%A0%E5%BA%A7) ![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0f/Cytogenetic_Banding_Nomenclature.png) ([圖片來源](https://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics))) <br> <hr> <br> ## 基因的交互作用：顯性基因 vs. 隱性基因 - ### [孔雀魚基因淺談](https://www.facebook.com/notes/孔雀魚坊-taiwan-top-quality-guppy/孔雀魚基因淺談/621630287913559/) <br> <hr> <br> ## 基因的交互作用：孔雀魚 - ### [12種孔雀魚尾鰭，搞懂你就是半個專家了！](https://fish.tsumii.com/%E5%AD%94%E9%9B%80%E9%AD%9A%E5%B0%BE%E9%B0%AD%E4%BB%8B%E7%B4%B9/) 11. 緞帶型 12. 燕尾型 - ### [孔雀魚燕尾繁殖的方法探討](http://stan-guppy.blogspot.com/2006/07/blog-post_27.html) - 緞帶是顯性基因,因此繁殖的方法比較容易掌握 - 燕尾是隱性基因 - 燕尾基因是由延長各鰭K(顯性)基因,及抑制s(隱性)基因組合而成 - 有燕尾表現的基因組合是 KKss Kkss 這兩種(一般魚是kkSS) - 延長各鰭: K(開) - 抑制: s(關) (負負得正 -> 不抑制) <br> <hr> <br> ## 基因的交互作用：上位作用 > 上位作用(epistasis)則是兩交互作用的基因分別位於不同的基因座上 - ### [基因的上位作用 - 上](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=7330) - **顯性作用 (dominance)** - 種類： ![](https://i.imgur.com/tCdPcoh.jpg) - 完全顯性(complete dominance) - 孟德爾的豌豆實驗：高莖＆矮莖(tt) - 半顯性(partial dominance) - 等顯性(co-dominance) - 沒有劃分顯性、隱性性狀，兩者共同出現 - 定義： - 交互作用的基因，位於同一個基因座(locus) - 相關術語： - 位於同一個基因座的基因稱為等位基因 - TT / tt: 同型合子(homozygous)/純合子 - Tt / tT: 異型合子(heterozygous)/雜合子 - T: 顯性性狀 - t: 隱性性狀 - homozygous adj. 同型合子的, heterozygous adj. 異型合子的 - homozygote n. 同型合子, heterozygote n. 異型合子 - **上位作用 (Epistasis)** - 定義： - 交互作用的基因，位於不同的基因座(locus) - 相關術語： - 交互作用的基因，佔有優勢的一方，稱為上位基因 又稱「調節基因(modifier gene)」 - 例子： - [拉布拉多獵犬(labrador)的毛色遺傳](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=7322) ![](https://i.imgur.com/Kuuye2b.png) ([圖片來源](https://kknews.cc/pet/xzgb8go.html)) - B(黑色)和E(色素分布)兩個基因座 - B-E-為黑色 - bbE-為巧克力色 - ––ee為黃色 ![](https://i.imgur.com/9vnqpx2.jpg) - ### [基因的上位作用 (Epistasis)-下](http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=7322) - ### [生技醫療系列1：AI做你的透視眼—破解人眼看不見的基因問題](https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000003/detail?ID=ce45d02a-caac-4314-9b7e-18e6456020fd) :+1: :+1: :+1: :100: - 什麼是精準醫療？ - 個人基因體上的變異資訊稱為基因型 (Genotype)， 表現於性狀上的差異稱之為表現型 (Phenotype) - 全基因體關聯性分析GWAS - 一次只考慮一個SNP與表現型之間的關聯性 - 這樣的分析忽略了基因變異之間的交互作用可能與表現型產生關聯 - 影響表現型的基因交互作用為「上位作用」(Epistasis) - 在單變量分析時，兩個變異開關各自打開時流出的水量，可能少到會被GWAS所忽略，但如果兩個開關一起打開時便會一下子大幅增加罹病機率，這樣的交互作用稱為協同作用 (Synergistic Interaction) ![](https://i.imgur.com/vkjtLuN.png) - 以機器學習搭配基因資訊為基礎之上位作用偵測演算法—GenEpi <br> <hr> <br> ## 基因的交互作用：等位基因 > 何謂 等位基因頻率、基因頻率、基因型頻率？ - ### [[性狀的遺傳] 生物性狀 - 多樣性](https://qwerty3051.weebly.com/4-2-2461529376303403698620659.html) ![](https://qwerty3051.weebly.com/uploads/5/7/2/0/57208467/8928770_orig.jpg) - 豌豆莖高的性狀（**個人舉例**） | 統計術語 (宏觀 ⇔ 微觀) | 實例 | | ---------- | -------- | | 表現型頻率 | 高莖(TT,Tt) / 矮莖(tt) 頻率 | | 基因<span style="color: #C04">型</span>頻率 | TT / Tt / tt 頻率 | | 基因頻率(=等位基因頻率) | T / t 頻率 | <br> - ### [等位基因频率](https://baike.baidu.com/item/%E7%AD%89%E4%BD%8D%E5%9F%BA%E5%9B%A0%E9%A2%91%E7%8E%87) (2019.08.20) :+1: :+1: :+1: :100: - 等位基因頻率 - 用來顯示一個族群中基因的多樣性 - 定義： - 一個染色體中存在一個特定基因座 - 這個基因座上有一個基因 - 一個族群的每一個體細胞，都有 n 個基因座（二倍體：n=2） - 該基因有等位基因 or 變種 - 等位基因頻率：該族群的所有此等位基因，在該基因座上的比例 <br> - (某一基因座上的) **基因頻率** - 基因，如 T 和 t 兩種 - TT：貢獻兩個 T - Tt：貢獻一個 T 和一個 t - tt：貢獻兩個 t - 某種基因在族群中出現的數量，佔全部基因數的比例 <br> - (某一基因座上的) **基因型頻率** - 基因型，如 TT, Tt, tt 三種 - 擁有某種基因型的個體數量，佔群體總數的比例 <br> - **計算範例 1** - 設二倍體生物個體的某一基因座上有兩個等位基因 A 和 a ，假設種群中共有 N 個個體，而 AA、Aa、aa 三種基因型的個體數分別為n1、n2、n3，那麼種群中 A 基因的頻率和 AA 基因型的頻率分別是：<br><br> - ① A基因的頻率 = A基因的總數 /（A基因的總數 + a基因的總數） =（2n1+n2）/ 2N - ② AA基因型的頻率 = AA基因型的個體數 / 該二倍體群體總數 = n1/N <br> - **計算範例 2** - 如果一個種群有10個個體(二倍體)，個體的基因型如下： - AA, Aa, AA, aa, Aa - AA, AA, Aa, Aa, AA - 等位基因頻率 - 等位基因 A 的基因頻率 - pA = ((2+1+2+0+1)+(2+2+1+1+2)) / 20 = 0.7 - 等位基因 a 的基因頻率 - pA = ((0+1+0+2+1)+(0+0+1+1+0)) / 20 = 0.3 - 基因型頻率 - AA 基因型頻率 - ((1+0+1+0+0)+(1+1+0+0+1))/10 = 0.5 - Aa 基因型頻率 - ((0+1+0+0+1)+(0+0+1+1+0))/10 = 0.4 - aa 基因型頻率 - ((0+0+0+1+0)+(0+0+0+0+0))/10 = 0.1 <br> <hr> <br> ## 次等位基因頻率 - ### [关于 minor allele frequency（次等位基因频率）的理解](https://www.cnblogs.com/Demo1589/p/8067316.html) - ### [1000 Genomes Project data](https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5210610/) - ### [次等位基因频率](https://baike.baidu.com/item/%E6%AC%A1%E7%AD%89%E4%BD%8D%E5%9F%BA%E5%9B%A0%E9%A2%91%E7%8E%87) > 用一个例子说明：假设在100个人里面，某条染色体上某个位点有一个SNP，这个SNP位点有三个allele： A, C, G。 通过全基因组测序的方法我们发现这100个人里面这个位点的碱基A出现100次，C出现80次，G出现20次（人是二倍体，因此这个SNP位点有200个）。所以我们可以计算这三个allele的频率: A = 100/200, C = 80/200, G = 20/200. 那么根据定义，出现第二多的就是minor allele frequency。 也就是allele C，MAF为0.4。 > > 提供了区分群体中常见变异与特殊变异的信息 > > 在国际人类基因组单体型图计划（HapMap）中，**MAF 大于 0.05 (5%) 的 SNP** 都被作为了调查目标。 - ### [MAF-正常人群基因組資料庫中的出現的頻率](https://kknews.cc/news/j539xry.html) <br> <hr> <br> ## 等位基因如何編碼 - ### [GWAS分析中0-1-2的编码形式](https://zhuanlan.zhihu.com/p/366437608) - 主等位基因纯合编码为0，杂合为1，次等位基因纯合编码为2。