Variação genética humana - Human genetic variation

Uma representação gráfica do cariótipo humano típico .
O DNA mitocondrial humano.

A variação genética humana são as diferenças genéticas dentro e entre as populações . Pode haver múltiplas variantes de qualquer gene na população humana ( alelos ), uma situação chamada polimorfismo .

Não existem dois humanos geneticamente idênticos. Mesmo gêmeos monozigóticos (que se desenvolvem a partir de um zigoto) têm diferenças genéticas raras devido a mutações que ocorrem durante o desenvolvimento e variação do número de cópias do gene . As diferenças entre indivíduos, mesmo indivíduos intimamente relacionados, são a chave para técnicas como a impressão digital genética . Em 2017, havia um total de 324 milhões de variantes conhecidas de genomas humanos sequenciados . Em 2015, a diferença típica entre o genoma de um indivíduo e o genoma de referência foi estimada em 20 milhões de pares de bases (ou 0,6% do total de 3,2 bilhões de pares de bases).

Os alelos ocorrem em frequências diferentes em diferentes populações humanas. Populações que são mais remotas geográfica e ancestralmente tendem a ser mais diferentes. As diferenças entre as populações representam uma pequena proporção da variação genética humana geral. As populações também diferem na quantidade de variação entre seus membros. A maior divergência entre as populações é encontrada na África Subsaariana , consistente com a origem africana recente de populações não africanas. As populações também variam na proporção e no locus dos genes introgressados que receberam por mistura arcaica dentro e fora da África.

O estudo da variação genética humana tem significado evolutivo e aplicações médicas. Pode ajudar os cientistas a entender as migrações de populações humanas antigas, bem como como os grupos humanos estão biologicamente relacionados uns com os outros. Para a medicina, o estudo da variação genética humana pode ser importante porque alguns alelos causadores de doenças ocorrem com mais frequência em pessoas de regiões geográficas específicas. Novas descobertas mostram que cada ser humano tem em média 60 novas mutações em comparação com seus pais.

Causas de variação

As causas das diferenças entre os indivíduos incluem o sortimento independente , a troca de genes (crossing over e recombinação) durante a reprodução (por meio da meiose ) e vários eventos mutacionais .

Existem pelo menos três razões pelas quais existe variação genética entre as populações. A seleção natural pode conferir uma vantagem adaptativa a indivíduos em um ambiente específico se um alelo fornecer uma vantagem competitiva. É provável que os alelos sob seleção ocorram apenas nas regiões geográficas onde conferem uma vantagem. Um segundo processo importante é a deriva genética , que é o efeito de mudanças aleatórias no pool genético, sob condições em que a maioria das mutações são neutras (ou seja, não parecem ter nenhum efeito seletivo positivo ou negativo no organismo). Finalmente, pequenas populações migrantes têm diferenças estatísticas - chamadas de efeito fundador - das populações gerais de onde se originaram; quando esses migrantes se estabelecem em novas áreas, sua população descendente normalmente difere de sua população de origem: genes diferentes predominam e é menos diversa geneticamente.

Em humanos, a principal causa é a deriva genética . Os efeitos do fundador serial e o passado pequeno do tamanho da população (aumentando a probabilidade de deriva genética) podem ter tido uma influência importante nas diferenças neutras entre as populações. A segunda causa principal da variação genética é devido ao alto grau de neutralidade da maioria das mutações . Um número pequeno, mas significativo de genes parece ter passado por seleção natural recente, e essas pressões seletivas às vezes são específicas de uma região.

Medidas de variação

A variação genética entre os humanos ocorre em muitas escalas, desde alterações grosseiras no cariótipo humano até alterações de nucleotídeo único . Anormalidades cromossômicas são detectadas em 1 de 160 nascidos vivos. Além de distúrbios dos cromossomos sexuais , a maioria dos casos de aneuploidia resulta na morte do feto em desenvolvimento ( aborto espontâneo ); os cromossomos autossômicos extras mais comuns entre os nascidos vivos são 21 , 18 e 13 .

A diversidade de nucleotídeos é a proporção média de nucleotídeos que diferem entre dois indivíduos. Em 2004, a diversidade de nucleotídeos humanos foi estimada em 0,1% a 0,4% dos pares de bases . Em 2015, o Projeto 1000 Genomes , que sequenciou mil indivíduos de 26 populações humanas, descobriu que "um genoma [individual] típico difere do genoma humano de referência em 4,1 milhões a 5,0 milhões de locais ... afetando 20 milhões de bases de sequência"; este último valor corresponde a 0,6% do número total de pares de bases. Quase todos (> 99,9%) desses locais são pequenas diferenças, polimorfismos de nucleotídeo único ou breves inserções ou deleções ( indels ) na sequência genética, mas as variações estruturais são responsáveis ​​por um número maior de pares de bases do que os SNPs e indels.

A partir de 2017, o Banco de Dados de Polimorfismo de Nucleotídeo Único ( dbSNP ), que lista SNP e outras variantes, listou 324 milhões de variantes encontradas em genomas humanos sequenciados.

Polimorfismos de nucleotídeo único

A molécula de DNA 1 difere da molécula de DNA 2 em um único par de bases (um polimorfismo C / T).

Um polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) é uma diferença em um único nucleotídeo entre membros de uma espécie que ocorre em pelo menos 1% da população. Os 2.504 indivíduos caracterizados pelo Projeto 1000 Genomes tinham 84,7 milhões de SNPs entre eles. SNPs são o tipo mais comum de variação de sequência, estimado em 1998 para representar 90% de todas as variantes de sequência. Outras variações de sequência são trocas, deleções e inserções de base única. Os SNPs ocorrem em média a cada 100 a 300 bases e, portanto, são a principal fonte de heterogeneidade.

Um SNP funcional, ou não sinônimo, é aquele que afeta algum fator, como o splicing do gene ou RNA mensageiro , e, portanto, causa uma diferença fenotípica entre os membros da espécie. Cerca de 3% a 5% dos SNPs humanos são funcionais (consulte International HapMap Project ). SNPs neutros ou sinônimos ainda são úteis como marcadores genéticos em estudos de associação do genoma , por causa de seu número absoluto e da herança estável ao longo das gerações.

Um SNP de codificação é aquele que ocorre dentro de um gene. Existem 105 SNPs de referência humana que resultam em códons de parada prematura em 103 genes. Isso corresponde a 0,5% dos SNPs de codificação. Eles ocorrem devido à duplicação segmentar no genoma. Esses SNPs resultam em perda de proteína, mas todos esses alelos SNP são comuns e não são purificados na seleção negativa .

Variação estrutural

A variação estrutural é a variação na estrutura do cromossomo de um organismo . Variações estruturais, como variação de número de cópias e deleções , inversões , inserções e duplicações , são responsáveis ​​por muito mais variação genética humana do que diversidade de nucleotídeo único. Isso foi concluído em 2007 a partir da análise das sequências diplóides completas dos genomas de dois humanos: Craig Venter e James D. Watson . Isso se somou às duas sequências haplóides , que eram amálgamas de sequências de muitos indivíduos, publicadas pelo Projeto Genoma Humano e pela Celera Genomics, respectivamente.

De acordo com o Projeto 1000 Genomes, um humano típico tem 2.100 a 2.500 variações estruturais, que incluem aproximadamente 1.000 grandes deleções, 160 variantes de número de cópias, 915 inserções Alu , 128 inserções L1 , 51 inserções SVA, 4 NUMTs e 10 inversões.

Variação do número da cópia

Uma variação do número de cópias (CNV) é uma diferença no genoma devido à exclusão ou duplicação de grandes regiões de DNA em algum cromossomo. Estima-se que 0,4% dos genomas de humanos não aparentados diferem no que diz respeito ao número de cópias. Quando a variação do número de cópias é incluída, a variação genética de humano para humano é estimada em pelo menos 0,5% (similaridade de 99,5%). As variações do número de cópias são herdadas, mas também podem surgir durante o desenvolvimento.

Um mapa visual com as regiões com alta variação genômica do conjunto de referência humano moderno em relação a um Neandertal de 50k foi construído por Pratas et al.

Epigenética

A variação epigenética é a variação nas marcas químicas que se prendem ao DNA e afetam como os genes são lidos. As marcas, "chamadas de marcações epigenéticas, agem como interruptores que controlam como os genes podem ser lidos". Em alguns alelos, o estado epigenético do DNA e o fenótipo associado podem ser herdados por gerações de indivíduos .

Variabilidade genética

A variabilidade genética é uma medida da tendência dos genótipos individuais em uma população de variar (se tornarem diferentes) uns dos outros. A variabilidade é diferente da diversidade genética , que é a quantidade de variação observada em uma determinada população. A variabilidade de uma característica é o quanto aquela característica tende a variar em resposta às influências ambientais e genéticas .

Clines

Em biologia , um cline é um continuum de espécies , populações, variedades ou formas de organismos que exibem diferenças fenotípicas e / ou genéticas graduais em uma área geográfica, normalmente como resultado da heterogeneidade ambiental. No estudo científico da variação genética humana, um cline de gene pode ser definido com rigor e submetido a métricas quantitativas.

Haplogrupos

No estudo da evolução molecular , um haplogrupo é um grupo de haplótipos semelhantes que compartilham um ancestral comum com uma mutação de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP). O estudo dos haplogrupos fornece informações sobre as origens ancestrais que datam de milhares de anos.

Os haplogrupos humanos mais comumente estudados são haplogrupos do cromossomo Y (Y-DNA) e haplogrupos do DNA mitocondrial (mtDNA) , os quais podem ser usados ​​para definir populações genéticas. O Y-DNA é transmitido apenas ao longo da linha patrilinear , de pai para filho, enquanto o mtDNA é passado pela linha matrilinear , da mãe para a filha ou filho. O Y-DNA e o mtDNA podem mudar por mutação ao acaso a cada geração.

Número variável de repetições em tandem

Uma repetição tandem de número variável (VNTR) é a variação do comprimento de uma repetição tandem . Uma repetição em tandem é a repetição adjacente de uma sequência curta de nucleotídeos . Repetições tandem existem em muitos cromossomos e seu comprimento varia entre os indivíduos. Cada variante atua como um alelo herdado , portanto, são usadas para identificação pessoal ou parental. Sua análise é útil em pesquisas de genética e biologia, ciência forense e impressão digital de DNA .

Repetições curtas em tandem (cerca de 5 pares de bases) são chamadas de microssatélites , enquanto as mais longas são chamadas de minissatélites .

História e distribuição geográfica

Mapa da migração de humanos modernos para fora da África, com base no DNA mitocondrial . Anéis coloridos indicam mil anos antes do presente.
Mapa de distância genética de Magalhães et al. (2012)

Origem africana recente de humanos modernos

A recente origem africana do paradigma dos humanos modernos pressupõe a dispersão de populações não africanas de humanos anatomicamente modernos após 70.000 anos atrás. A dispersão na África ocorreu significativamente antes, pelo menos 130.000 anos atrás. A teoria "fora da África" ​​se origina no século 19, como uma sugestão provisória em A descendência do homem de Charles Darwin , mas permaneceu especulativa até a década de 1980, quando foi apoiada pelo estudo do DNA mitocondrial atual, combinado com evidências da antropologia física de espécimes arcaicos .

De acordo com um estudo de 2000 sobre a variação da sequência do cromossomo Y, os cromossomos Y humanos traçam ancestralidade com a África, e os descendentes da linhagem derivada deixaram a África e foram substituídos por cromossomos Y humanos arcaicos na Eurásia. O estudo também mostra que uma minoria das populações contemporâneas na África Oriental e nos Khoisan são descendentes das patrilinhagens mais ancestrais de humanos anatomicamente modernos que deixaram a África de 35.000 a 89.000 anos atrás. Outra evidência que apóia a teoria é que as variações nas medidas do crânio diminuem com a distância da África na mesma proporção que a diminuição da diversidade genética. A diversidade genética humana diminui nas populações nativas com a distância migratória da África, e acredita-se que isso seja devido a gargalos durante a migração humana, que são eventos que reduzem temporariamente o tamanho da população.

Um estudo de agrupamento genético de 2009, que genotipou 1327 marcadores polimórficos em várias populações africanas, identificou seis agrupamentos ancestrais. O agrupamento correspondeu intimamente à etnia, cultura e idioma. Um estudo de sequenciamento do genoma completo de 2018 das populações mundiais observou aglomerados semelhantes entre as populações da África. Em K = 9, componentes ancestrais distintos definiram as populações de fala afro - asiática que habitam o norte da África e o nordeste da África ; as populações de língua nilo-saariana no nordeste da África e no leste da África ; as populações Ari no Nordeste da África; as populações de língua Níger-Congo na África Centro-Ocidental, África Ocidental , África Oriental e África Austral ; as populações de pigmeus na África Central ; e as populações Khoisan na África Austral.

Genética de População

Por causa da ancestralidade comum de todos os humanos, apenas um pequeno número de variantes tem grandes diferenças na frequência entre as populações. No entanto, algumas variantes raras na população humana mundial são muito mais frequentes em pelo menos uma população (mais de 5%).

Variação genética

É comumente assumido que os primeiros humanos deixaram a África e, portanto, devem ter passado por um gargalo populacional antes de sua divergência afro-eurasiana, cerca de 100.000 anos atrás (cerca de 3.000 gerações). A rápida expansão de uma população antes pequena tem dois efeitos importantes na distribuição da variação genética. Primeiro, o chamado efeito fundador ocorre quando as populações fundadoras trazem apenas um subconjunto da variação genética de sua população ancestral. Em segundo lugar, à medida que os fundadores se tornam mais separados geograficamente, a probabilidade de que dois indivíduos de diferentes populações de fundadores se acasalem torna-se menor. O efeito desse acasalamento seletivo é reduzir o fluxo gênico entre grupos geográficos e aumentar a distância genética entre os grupos.

A expansão dos humanos da África afetou a distribuição da variação genética de duas outras maneiras. Primeiro, populações menores (fundadoras) experimentam maior deriva genética devido ao aumento das flutuações nos polimorfismos neutros. Em segundo lugar, novos polimorfismos que surgiram em um grupo tinham menos probabilidade de serem transmitidos a outros grupos, pois o fluxo gênico era restrito.

Populações na África tendem a ter menores quantidades de desequilíbrio de ligação do que as populações fora da África, em parte devido ao maior tamanho das populações humanas na África ao longo da história humana e em parte devido ao número de humanos modernos que deixaram a África para colonizar o resto do o mundo parece ter sido relativamente baixo. Em contraste, as populações que sofreram reduções dramáticas de tamanho ou expansões rápidas no passado e as populações formadas pela mistura de grupos ancestrais previamente separados podem ter níveis excepcionalmente altos de desequilíbrio de ligação

Distribuição de variação

Variação genética humana calculada a partir de dados genéticos representando 346 loci microssatélites retirados de 1484 indivíduos em 78 populações humanas. O gráfico superior ilustra que, à medida que as populações se distanciam da África Oriental, elas têm diversidade genética em declínio, medida em número médio de repetições de microssatélites em cada um dos loci. O gráfico inferior ilustra o isolamento por distância . Populações com uma distância maior entre si são mais diferentes (conforme medido pela estatística Fst) do que aquelas que estão geograficamente próximas umas das outras. O eixo horizontal de ambos os gráficos é a distância geográfica medida ao longo de prováveis ​​rotas de migração humana. (Gráfico de Kanitz et al. 2018)

A distribuição de variantes genéticas dentro e entre as populações humanas é impossível de descrever sucintamente devido à dificuldade de definir uma "população", a natureza clinal da variação e a heterogeneidade em todo o genoma (Long e Kittles 2003). Em geral, entretanto, uma média de 85% da variação genética existe dentro das populações locais, ~ 7% é entre populações locais dentro do mesmo continente e ~ 8% da variação ocorre entre grandes grupos que vivem em continentes diferentes. A recente teoria da origem africana para humanos prediz que na África existe muito mais diversidade do que em outros lugares e que a diversidade deve diminuir quanto mais longe da África uma população é amostrada.

Variação fenotípica

A África Subsaariana tem a maior diversidade genética humana e o mesmo foi demonstrado para a variação fenotípica na forma do crânio. O fenótipo está ligado ao genótipo por meio da expressão gênica . A diversidade genética diminui suavemente com a distância migratória daquela região, que muitos cientistas acreditam ser a origem dos humanos modernos, e essa diminuição é refletida por uma diminuição na variação fenotípica. As medidas do crânio são um exemplo de atributo físico cuja variação dentro da população diminui com a distância da África.

A distribuição de muitas características físicas se assemelha à distribuição da variação genética dentro e entre as populações humanas ( American Association of Physical Anthropologists 1996; Keita e Kittles 1997). Por exemplo, ~ 90% da variação na forma da cabeça humana ocorre dentro de grupos continentais, e ~ 10% separa os grupos, com uma maior variabilidade da forma da cabeça entre indivíduos com ancestrais africanos recentes (Relethford 2002).

Uma exceção proeminente à distribuição comum de características físicas dentro e entre os grupos é a cor da pele . Aproximadamente 10% da variação na cor da pele ocorre dentro dos grupos, e ~ 90% ocorre entre os grupos (Relethford 2002). Essa distribuição da cor da pele e seu padrão geográfico - com pessoas cujos ancestrais viviam predominantemente próximo ao equador tendo pele mais escura do que aqueles com ancestrais que viviam predominantemente em latitudes mais altas - indicam que esse atributo tem sofrido forte pressão seletiva . A pele mais escura parece ser fortemente selecionada nas regiões equatoriais para prevenir queimaduras solares, câncer de pele, fotólise do folato e danos às glândulas sudoríparas.

Compreender como a diversidade genética na população humana impacta vários níveis de expressão gênica é uma área ativa de pesquisa. Enquanto os estudos anteriores se concentraram na relação entre a variação do DNA e a expressão do RNA, esforços mais recentes estão caracterizando o controle genético de vários aspectos da expressão do gene, incluindo estados de cromatina, tradução e níveis de proteína. Um estudo publicado em 2007 descobriu que 25% dos genes apresentavam diferentes níveis de expressão gênica entre as populações de ascendência europeia e asiática. Acredita-se que a principal causa dessa diferença na expressão gênica sejam os SNPs nas regiões reguladoras de genes do DNA. Outro estudo publicado em 2007 descobriu que aproximadamente 83% dos genes foram expressos em níveis diferentes entre os indivíduos e cerca de 17% entre as populações de ascendência europeia e africana.

Índice de fixação de Wright como medida de variação

O geneticista populacional Sewall Wright desenvolveu o índice de fixação (freqüentemente abreviado para F ST ) como uma forma de medir as diferenças genéticas entre as populações. Essa estatística é freqüentemente usada em taxonomia para comparar diferenças entre quaisquer duas populações, medindo as diferenças genéticas entre as populações para genes individuais ou para muitos genes simultaneamente. Costuma-se afirmar que o índice de fixação para humanos é de cerca de 0,15. Isso se traduz em uma estimativa de 85% da variação medida na população humana geral é encontrada em indivíduos da mesma população, e cerca de 15% da variação ocorre entre as populações. Essas estimativas implicam que quaisquer dois indivíduos de populações diferentes têm quase a mesma probabilidade de ser mais semelhantes entre si do que com um membro de seu próprio grupo. "A história evolutiva compartilhada de humanos vivos resultou em um alto grau de parentesco entre todas as pessoas vivas, como indicado, por exemplo, pelo índice de fixação muito baixo (F ST ) entre as populações humanas vivas." Richard Lewontin , que afirmou essas proporções, concluiu, portanto, que nem "raça" nem "subespécie" eram maneiras adequadas ou úteis de descrever as populações humanas.

O próprio Wright acreditava que valores> 0,25 representam uma variação genética muito grande e que um F ST de 0,15–0,25 representava uma grande variação. No entanto, cerca de 5% da variação humana ocorre entre populações dentro dos continentes, portanto, valores de F ST entre grupos continentais de humanos (ou raças) tão baixos quanto 0,1 (ou possivelmente mais baixos) foram encontrados em alguns estudos, sugerindo níveis mais moderados de genética variação. Graves (1996) opôs que F ST não deve ser utilizado como um marcador do estado subespécies, como a estatística é usado para medir o grau de diferenciação entre as populações, embora ver também Wright (1978).

Jeffrey Long e Rick Kittles fazem uma longa crítica da aplicação de F ST às populações humanas em seu artigo de 2003 "Human Genetic Diversity and the Nonexistence of Biological Races". Eles descobriram que a cifra de 85% é enganosa porque implica que todas as populações humanas contêm em média 85% de toda a diversidade genética. Eles argumentam que o modelo estatístico subjacente assume incorretamente histórias iguais e independentes de variação para cada grande população humana. Uma abordagem mais realista é entender que alguns grupos humanos são pais de outros grupos e que esses grupos representam grupos parafiléticos para seus grupos de descendência. Por exemplo, de acordo com a recente teoria da origem africana , a população humana na África é parafilética para todos os outros grupos humanos porque representa o grupo ancestral do qual todas as populações não africanas derivam, mas mais do que isso, grupos não africanos derivam apenas de uma pequena amostra não representativa desta população africana. Isso significa que todos os grupos não africanos estão mais intimamente relacionados uns com os outros e com alguns grupos africanos (provavelmente africanos do leste) do que com outros, e ainda que a migração para fora da África representou um gargalo genético , com grande parte da diversidade que Existiu na África não sendo levado da África pelos grupos emigrantes. Nesse cenário, as populações humanas não têm quantidades iguais de variabilidade local, mas sim quantidades diminuídas de diversidade quanto mais longe da África qualquer população vive. Long e Kittles descobriram que, em vez de 85% da diversidade genética humana existente em todas as populações humanas, cerca de 100% da diversidade humana existe em uma única população africana, enquanto apenas cerca de 70% da diversidade genética humana existe em uma população derivada da Nova Guiné. Long e Kittles argumentaram que isso ainda produz uma população humana global que é geneticamente homogênea em comparação com outras populações de mamíferos.

Mistura arcaica

Há uma hipótese de que os humanos anatomicamente modernos cruzaram com os Neandertais durante o Paleolítico Médio . Em maio de 2010, o Neanderthal Genome Project apresentou evidências genéticas de que o cruzamento provavelmente ocorreu e que uma pequena, mas significativa porção, em torno de 2 a 4%, da mistura de Neanderthal está presente no DNA de modernos eurasianos e oceanos, e quase ausente em sub -Populações da África do Saara.

Pensa-se que entre 4% e 6% do genoma dos melanésios (representados pelos habitantes da Papua Nova Guiné e da Ilha de Bougainville) derivam dos hominíneos Denisova - uma espécie até então desconhecida que partilha uma origem comum com os neandertais. Possivelmente, foi introduzido durante a migração inicial dos ancestrais dos melanésios para o sudeste da Ásia. Essa história de interação sugere que os denisovanos já se espalharam amplamente pelo leste da Ásia.

Assim, os melanésios surgem como a população de mistura mais arcaica, tendo uma mistura relacionada a Denisovan / Neandertal de ~ 8%.

Em um estudo publicado em 2013, Jeffrey Wall, da Universidade da Califórnia, estudou dados do genoma de toda a sequência e encontrou taxas mais altas de introgressão em asiáticos em comparação com europeus. Hammer et al. testaram a hipótese de que os genomas africanos contemporâneos têm assinaturas de fluxo gênico com ancestrais humanos arcaicos e encontraram evidências de mistura arcaica nos genomas de alguns grupos africanos, sugerindo que quantidades modestas de fluxo gênico foram disseminadas ao longo do tempo e do espaço durante a evolução de humanos anatomicamente modernos .

Categorização da população mundial

Gráfico mostrando o agrupamento genético humano.
A maioria dos indivíduos possui variantes genéticas que são encontradas em várias regiões do mundo. Baseado em dados de "Uma genealogia unificada de genomas modernos e antigos".

Novos dados sobre a variação genética humana reacenderam o debate sobre uma possível base biológica para a categorização dos humanos em raças. A maior parte da controvérsia envolve a questão de como interpretar os dados genéticos e se as conclusões baseadas neles são sólidas. Alguns pesquisadores argumentam que a raça autoidentificada pode ser usada como um indicador de ancestralidade geográfica para certos riscos à saúde e medicamentos .

Embora as diferenças genéticas entre os grupos humanos sejam relativamente pequenas, essas diferenças em certos genes, como duffy , ABCC11 , SLC24A5 , chamados marcadores informativos de ancestralidade (AIMs), no entanto, podem ser usadas para situar de forma confiável muitos indivíduos dentro de agrupamentos amplos com base geográfica. Por exemplo, análises de computador de centenas de loci polimórficos amostrados em populações globalmente distribuídas revelaram a existência de agrupamento genético que está associado a grupos que historicamente ocuparam grandes regiões continentais e subcontinentais (Rosenberg et al. 2002; Bamshad et al. 2003) .

Alguns comentaristas argumentaram que esses padrões de variação fornecem uma justificativa biológica para o uso de categorias raciais tradicionais. Eles argumentam que os agrupamentos continentais correspondem aproximadamente à divisão dos seres humanos em africanos subsaarianos ; Europeus , asiáticos ocidentais , Ásia Central , os asiáticos do sul e africanos do norte ; Asiáticos orientais , asiáticos do sudeste , polinésios e nativos americanos ; e outros habitantes da Oceania (Melanésios, Micronesianos e Aborígines Australianos) (Risch et al. 2002). Outros observadores discordam, dizendo que os mesmos dados solapam as noções tradicionais de grupos raciais (King e Motulsky 2002; Calafell 2003; Tishkoff e Kidd 2004). Eles apontam, por exemplo, que grandes populações consideradas raças ou subgrupos dentro das raças não necessariamente formam seus próprios clusters.

As categorias raciais também são prejudicadas pelas descobertas de que as variantes genéticas que são limitadas a uma região tendem a ser raras dentro dessa região, as variantes que são comuns dentro de uma região tendem a ser compartilhadas em todo o mundo e a maioria das diferenças entre os indivíduos, quer venham da mesma região ou regiões diferentes, são devido a variantes globais. Nenhuma variante genética foi encontrada fixada dentro de um continente ou região principal e não encontrada em nenhum outro lugar.

Além disso, como a variação genética humana é clinal, muitos indivíduos se filiam a dois ou mais grupos continentais. Assim, a "ancestralidade biogeográfica" com base genética atribuída a qualquer pessoa geralmente será amplamente distribuída e será acompanhada por incertezas consideráveis ​​(Pfaff et al. 2004).

Em muitas partes do mundo, os grupos se misturam de tal forma que muitos indivíduos têm ancestrais relativamente recentes de regiões amplamente separadas. Embora as análises genéticas de um grande número de loci possam produzir estimativas da porcentagem de ancestrais de uma pessoa provenientes de várias populações continentais (Shriver et al. 2003; Bamshad et al. 2004), essas estimativas podem assumir uma falsa distinção das populações parentais, uma vez que grupos humanos trocaram companheiros de escalas locais para continentais ao longo da história (Cavalli-Sforza et al. 1994; Hoerder 2002). Mesmo com um grande número de marcadores, as informações para estimar as proporções de mistura de indivíduos ou grupos são limitadas e as estimativas normalmente terão amplos intervalos de confiança (Pfaff et al. 2004).

Agrupamento genético

Os dados genéticos podem ser usados ​​para inferir a estrutura da população e atribuir indivíduos a grupos que geralmente correspondem à sua ancestralidade geográfica identificada. Jorde e Wooding (2004) argumentaram que "A análise de muitos loci agora produz estimativas razoavelmente precisas de similaridade genética entre indivíduos, ao invés de populações. O agrupamento de indivíduos está correlacionado à origem geográfica ou ancestralidade." No entanto, a identificação por origem geográfica pode quebrar rapidamente quando se considera a ancestralidade histórica compartilhada entre indivíduos no passado.

Uma análise de dados SNP autossômicos do Projeto Internacional HapMap (Fase II) e amostras do Painel de Diversidade do Genoma Humano CEPH foi publicada em 2009. O estudo de 53 populações retiradas dos dados HapMap e CEPH (1138 indivíduos não relacionados) sugeriu que a seleção natural pode moldar o genoma humano muito mais lentamente do que se pensava, com fatores como a migração dentro e entre os continentes influenciando mais fortemente a distribuição das variações genéticas. Um estudo semelhante publicado em 2010 encontrou fortes evidências em todo o genoma para a seleção devido a mudanças na ecorregião, dieta e subsistência, particularmente em conexão com ecorregiões polares, com forrageamento e com uma dieta rica em raízes e tubérculos. Em um estudo de 2016, a análise de componentes principais de dados de todo o genoma foi capaz de recuperar alvos previamente conhecidos para seleção positiva (sem definição prévia de populações), bem como uma série de novos genes candidatos.

Antropologia forense

Antropólogos forenses podem avaliar a ancestralidade dos restos mortais analisando a morfologia do esqueleto, bem como usando marcadores genéticos e químicos, quando possível. Embora essas avaliações nunca sejam certas, a precisão das análises da morfologia do esqueleto na determinação da verdadeira ancestralidade foi estimada em 90%.

Gráfico ternário mostrando a mistura média de cinco grupos étnicos norte-americanos. Indivíduos que se identificam com cada grupo podem ser encontrados em muitos locais no mapa, mas em média os grupos tendem a se agrupar de maneira diferente.

Fluxo gênico e mistura

O fluxo gênico entre duas populações reduz a distância genética média entre as populações, apenas populações humanas totalmente isoladas não experimentam fluxo gênico e a maioria das populações tem fluxo gênico contínuo com outras populações vizinhas que criam a distribuição clinal observada para a variação genética de mariposas. Quando o fluxo gênico ocorre entre populações genéticas bem diferenciadas, o resultado é denominado "mistura genética".

O mapeamento por mistura é uma técnica usada para estudar como as variantes genéticas causam diferenças nas taxas de doenças entre as populações. Populações de mistura recentes que traçam sua ancestralidade em vários continentes são adequadas para identificar genes para características e doenças que diferem na prevalência entre as populações parentais. As populações afro-americanas têm sido o foco de vários estudos de mapeamento genético e de mistura populacional, incluindo estudos de características genéticas complexas, como contagem de leucócitos, índice de massa corporal, câncer de próstata e doença renal.

Uma análise da variação fenotípica e genética, incluindo a cor da pele e o status socioeconômico, foi realizada na população de Cabo Verde, que tem uma história bem documentada de contato entre europeus e africanos. Os estudos mostraram que o padrão de mistura nesta população foi tendencioso quanto ao sexo e há uma interação significativa entre o status socioeconômico e a cor da pele, independentemente da cor da pele e ancestralidade. Outro estudo mostra um risco aumentado de complicações da doença do enxerto contra o hospedeiro após o transplante devido a variantes genéticas no antígeno leucocitário humano (HLA) e proteínas não HLA.

Saúde

As diferenças nas frequências dos alelos contribuem para as diferenças de grupo na incidência de algumas doenças monogênicas e podem contribuir para as diferenças na incidência de algumas doenças comuns. Para as doenças monogênicas, a frequência dos alelos causadores geralmente se correlaciona melhor com a ancestralidade, seja familiar (por exemplo, síndrome de Ellis-van Creveld entre os Amish da Pensilvânia ), étnica ( doença de Tay-Sachs entre as populações de judeus Ashkenazi ) ou geográfica (hemoglobinopatias entre pessoas com ancestrais que viveram em regiões com malária). Na medida em que a ancestralidade corresponde a grupos ou subgrupos raciais ou étnicos, a incidência de doenças monogênicas pode diferir entre grupos categorizados por raça ou etnia, e os profissionais de saúde normalmente levam esses padrões em consideração ao fazer o diagnóstico.

Mesmo com doenças comuns envolvendo inúmeras variantes genéticas e fatores ambientais, os pesquisadores apontam para evidências que sugerem o envolvimento de alelos diferencialmente distribuídos com efeitos pequenos a moderados. Exemplos frequentemente citados incluem hipertensão (Douglas et al. 1996), diabetes (Gower et al. 2003), obesidade (Fernandez et al. 2003) e câncer de próstata (Platz et al. 2000). No entanto, em nenhum desses casos a variação alélica em um gene de suscetibilidade demonstrou ser responsável por uma fração significativa da diferença na prevalência da doença entre os grupos, e o papel dos fatores genéticos na geração dessas diferenças permanece incerto (Mountain e Risch 2004).

Algumas outras variações, por outro lado, são benéficas para o ser humano, pois previnem certas doenças e aumentam a chance de adaptação ao meio ambiente. Por exemplo, mutação no gene CCR5 que protege contra AIDS . O gene CCR5 está ausente na superfície da célula devido à mutação. Sem o gene CCR5 na superfície, não há nada para os vírus HIV se agarrarem e se ligarem. Portanto, a mutação no gene CCR5 diminui a chance de um indivíduo sofrer de AIDS. A mutação no CCR5 também é bastante comum em certas áreas, com mais de 14% da população carregando a mutação na Europa e cerca de 6 a 10% na Ásia e no Norte da África .

Apego ao HIV

Além das mutações, muitos genes que podem ter ajudado os humanos nos tempos antigos atormentam os humanos hoje. Por exemplo, suspeita-se que os genes que permitem aos humanos processar alimentos com mais eficiência são aqueles que tornam as pessoas suscetíveis à obesidade e ao diabetes hoje.

Neil Risch, da Universidade de Stanford , propôs que a raça / grupo étnico autoidentificado poderia ser um meio válido de categorização nos Estados Unidos para considerações de saúde pública e políticas. Um artigo de 2002 do grupo de Noah Rosenberg faz uma afirmação semelhante: "A estrutura das populações humanas é relevante em vários contextos epidemiológicos. Como resultado da variação nas frequências de fatores de risco genéticos e não genéticos, taxas de doenças e de fenótipos como a resposta adversa ao medicamento varia entre as populações. Além disso, as informações sobre a população de origem do paciente podem fornecer aos profissionais de saúde informações sobre o risco quando as causas diretas da doença são desconhecidas. " No entanto, em 2018 Noah Rosenberg lançou um estudo argumentando contra as ideias geneticamente essencialistas de disparidades de saúde entre populações afirmando que as variantes ambientais são uma causa mais provável Interpretando pontuações poligênicas, adaptação poligênica e diferenças fenotípicas humanas

Projetos genoma

Os projetos do genoma humano são empreendimentos científicos que determinam ou estudam a estrutura do genoma humano . O Projeto Genoma Humano foi um projeto de genoma marcante.

Veja também

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Referências

Leitura adicional

links externos