Mikä on kytkentätasapaino?

Genetiikan alalla väestögenetiikka tutkii, kuinka usein tiettyjä geenien kopioita – tai alleeleja – esiintyy ja miten ne ovat vuorovaikutuksessa muiden geenien muiden alleelien kanssa. Siinä tarkastellaan myös sitä, miten evoluutioprosessit, kuten luonnollinen valinta ja mutaatiot, vaikuttavat alleeleihin. Alleelien jakauma voi olla joko riippumaton muista alleeleista eri paikassa tai muut alleelit voivat vaikuttaa siihen. Kun alleelin tai alleelien jakauma ei ole riippumaton muista alleeleista, sitä kutsutaan sidoksen epätasapainoksi.

Organismin evoluutio tapahtuu geneettisen vaihtelun kautta. Eri geenien yhdistelmät ja eri geenien alleelien erilaiset yhdistelmät johtavat erilaisiin organismien fenotyyppeihin. Tämä tarkoittaa, että geneettinen vaihtelu tuottaa saman lajin organismeja, jotka ovat samankaltaisia, mutta voivat näyttää erilaisilta ja toimia eri tavalla. Geneettinen vaihtelu voi tehdä organismin enemmän tai vähemmän onnistuneen selviytymisen ja lisääntymisen kannalta. Luonnonvalinnan teorian mukaan evoluutio tapahtuu vahvimpien selviytymisen kautta tai niiden, jotka menestyvät paremmin geeninsä välittämisessä.

Geenit eivät ole itsenäisiä yksiköitä, jotka siirtyvät itsestään jälkeläisille. Sen sijaan ympäristö ja muut geenit vaikuttavat geeneihin. Geneettinen koadaptio on termi, jolla viitataan siihen, kuinka hyvin geenit ovat vuorovaikutuksessa muiden geenien kanssa. Luonnollinen valinta suosii niitä alleeleja, jotka ovat hyvin vuorovaikutuksessa muiden geenien alleelien kanssa eri paikoissa DNA: ssa. Geneettinen koadaptio voi esiintyä joidenkin geenien alleelien välillä, mutta ei muiden.

Esimerkiksi geenillä A ja geenillä B on kussakin kaksi alleelia, jotka ovat A1 ja A2 sekä B1 ja B2, vastaavasti. Jos organismi perii A1: n ja B1: n tai A2: n ja B2: n, tässä esimerkissä voidaan olettaa, että se on paremmin sopeutunut selviytymään kuin jos se perii A1: n ja B2: n tai A2: n ja B1: n. Tämä tarkoittaa, että luonnollisen valinnan kautta A1B1: n ja A2B2: n geneettiset yhdistelmät olisivat suosituimpia, koska näiden alleelien organismi selviää ja lisääntyy todennäköisemmin. Sellaisenaan näiden alleelien sanotaan olevan sidoksen epätasapainossa, koska niitä ei siirretä satunnaisesti jälkeläisille, vaan tiettyjä pareja suositaan.

Sidoksen epätasapaino mitataan vertaamalla alleelien taajuuksia populaatiossa, mutta se ei ole pysyvä. Satunnainen parittelu organismien välillä voi johtaa kytkettyjen alleelien esiintymisen vähenemiseen. Pysyvä sidoksen epätasapaino voi ilmetä, jos yksi yhdistelmä johtaa organismin parempaan kuntotasoon, esimerkiksi kun toinen yhdistelmä johtaa tappavaan mutaatioon tsygootissa. Mitä kauempana alleelit sijaitsevat, sitä vaikeampaa on ylläpitää sidoksen epätasapainoa.