Målsætning
At belyse hvordan DNA-sekvenser kan benyttes til at undersøge evolutionære processer i populationer. Modeller, metoder og problemer i analysen af DNA-sekvenser vil blive gennemgået og diskuteret, og der vil blive lagt vægt på metodernes anvendelse på sekvens-data fra vidt forskellige typer af organismer.
Indhold
Gennem forelæsninger af medarbejdere ved Genetik og Økologi samt inviterede foredragsholdere vil metoder blive præsenteret, og dernæst diskuteret gennem læsning af original-artikler. Følgende punkter vil bl.a. blive berørt:
Forskelle mellem forskellige typer data: Mitokondriel DNA, kloroplast DNA, og nukleært DNA. Kodende versus ikke kodende sekvens, exon versus intron.
Modeller for DNA-sekvensers udvikling: Substitutionsmodeller for nukleotider og aminosyrer. Variation i substitutions-raten over en sekvens. Test af forskellige modeller på DNA data vha maximum likelihood baserede metoder. Eksempel Evolution af HIV.
Modeller for slægskabsforholdet mellem sekvenser fra en population: Bestemmelse af den effektive populationsstørrelse og mutationsraten. Detektering af populationssvingninger. Den neutrale model og test af denne. Eksempler: Bestemmelse af menneskets stamfader - neanderthaler eller ej?, størrelsen af den originale population af Darwin´s finker, effekter af indavl (selvbestøvning) i planter.
Bestemmelse af populationsstruktur og migrationsmønstre ud fra DNA data: Eksempler: Menneskets migrationsmønstre belyst gennem mitokondrie, Y-kromosom og nukleære data, afrikanske savannedyrs populationsstruktur, hvalers migrationsmønstre, populationsstruktur i planter.
Naturlig selektion. Metoder til at detektere forskellige former for selektion fra DNA-data: Test for tilstedeværelse og type af selektion. Selektion for brug af forskellige codons for den samme aminosyre. Eksempler: codon brug i Drosophila, MHC-systemet i mennesket, selv-uforenelighedssystemer i planter, ADH-sekvenser og SOD-sekvenser i Drosophila, sammenhæng mellem rekombinationsrate og genetisk variation i Drosophila og mennesket.
Korrelation mellem DNA variation og fænotypisk variation: Eksempler: Betydning af variation i heat-shock gener i Drosophila for deres varmetolerance. Betydning af variation i sygdomsgener i mennesket.
Sammenligning mellem fylogenetisk træ for gener og fylogenetisk træ for arter: Test for tilstedeværelse samt detektering af rekombination i nukleære sekvenser. Effekt af rekombination og gen-konversion. Effekt af hybridisering og introgression. Eksempler: MHC-systemet, nukleære gener i Drosophila med forskellige fylogenetiske træer.
Computerprogrammer til analyse af populations DNA data: Demonstration af forskellige programmer på udvalgte data sæt.
Form og omfang
3 timers forelæsning/foredrag og 2 timers diskussion/gennemgang af artikler pr. uge i 12 uger.
Forudsætninger
1. del i biologi eller tilsvarende forudsætninger i matematik og genetik.
Lærere
Mikkel Schierup, og andre fra Biologisk Institut samt gæsteforelæsere. Kurset udbydes kun hvert andet år.
Litteratur
Udleverede særtryk.
Prøveform
Tilfredsstillende deltagelse i det obligatoriske program (bestået/ikke bestået)
Bemærkninger
*Sideløbende med kurset kan man vælge "Uddybende emneopgave i Molekylær Populationsgenetik" der giver yderligere 1 point. Se særskilt kursusbeskrivelse.