ST2301 - Matematisk evolusjonær genetikk, høsten 2005

Faglærer: Førsteamanuensis Jarle Tufto
Øvingslærer: Stipendiat Jofrid Frøland Vårdal

Beskjeder:

5.1: Her er sensuren på eksamen.  Løsningsforslag nederst på siden.
7.12: Oppgavene på midtsemesterprøven 2005 er lagt ut nederst på siden.
30.11: Kopier fra Lindstrøm og kopier av oppsummeringsfoiler kan fåes på mitt kontor (1232 i SII).  Spørredag onsdag 7.12 (se nederst i forelesningsplanen).  Ellers er det bare å stikke oppom eller sende e-post hvis dere har spørsmål!
7.11: For de som ikke var på forelesningen 3.11: Kopier fra Lindstrøm som omhandler homogene og inhomogene differensligninger kan fåes på mitt kontor.
26.10: Resultater på midtsemesterprøven.
24.10: Løsningsforslag på øving 1-3 er nå lagt ut.
20.10: Midtsemesterprøven blir likevel i KJL3 onsdag 26. oktober fra kl. 14-16 (så unngår vi kollisjon med forelesning i anvendt statistikk).
14.10: Midterm-testen fra i fjor er nå lagt ut her (helt nederst på siden).
9.10: Nå ligger løsningsforslag for øving 4-6 også på nett.
3.10 : Evaluering av faget.  Svar på denne når du føler for det!
20.9: Forelesningsplanen er nå litt oppdatert.   Beklageligvis overså jeg dagens kollisjonen med årets epidemiologikurs så dere som ikke hadde anledning til å følge forelesningen i dag bør lese II.5 på egen hånd.
15.9: Vi plasserer midtsemesterprøven onsdag 26. oktober med forelesningsfri 18., 20., 25. og 27. oktober for å unngå kollisjon med labkurset. Mer info om tid og sted kommer. De som er oppmeldt til utsatt eksamen må også ta midtsemesterprøven på nytt. Midtsemesterprøven teller 20% men bare i positiv retning. Ved eventuellt fravær fra midtsemsterprøven vil eksamen altså telle 100%.

Forelesninger, øvinger og pensum (foreløpig):

Forelesninger:
Øvinger:
Nr. Dato Kap.
Tema
Nr. Oppgaver
1 23.8 I.
Innledning, aseksulle populasjoner, Hardy-Weinberg loven i haploide og diploide populasjoner (I.1-I.3)
2 25.8
Multiple allel, overlappende generasjoner, forskjellige genfrekvenser i hvert kjønn (I.4-I.6).
3 30.8
Kjønnskobling, kobling, koblingsulikevekt (I.7-I.8).
4 1.9
Mappingfunksjoner.  Exercise. 9, Compl. 13.

1 Kap. I: Exercise 1, 2, 3, 4, 5. (LF)
5
6.9

Estimering av genfrekvenser, EM-algoritmen (R kode) (I.9). 
6
8.9

Estimering av koblingsulikevekt (R kode). Hypotesetesting (I.10).
2
I: Ex. 6, 7, 8, 10, Compl. 3, 6. (LF)
7 13.9 II.
Aseksuelle populasjoner (II.1-II.2)
8 15.9
Aseksuelle populasjon, kontinuerlig tid.  Seleksjon i diploide populasjoner (II.3-II.4)

3 Kap I. Ex. 12, 13, 14.  Kap II. Ex. 1., Oppgave, EM-algoritmen.  (LF)
9
20.9

Forandring i genfrekvens over tid (II.5)
10
22.9

Over- og underdominans (II.6)

4
Kap I. Ex. 11, Compl. 2, 11 (skulle vært oppgave 10..) , Kap II. Ex. 3, 4. (LF)
11
27.9

Effekt av seleksjon på gjennomsnittlig relativ fitness (II.7).  Multiple allel (II.8)  Frekvensavhengig seleksjon i haploid modell (II.11).
12
29.9


III.
Exercise 17, kap II (frekvensavhengig seleksjon på selvinkompatibilitetslocus hos planter) (R kode). III. Endring i genfrekvens som følge av mutasjon, mutasjons-seleksjons-balanse (III.1-III-4).

5
Kap II. Ex. 6, 7, 9.  Compl. 4. (LF)
13
4.10

III.5-III.8. Mutasjons-seleksjons-balanse for recessive og delvis dominant gener.  Mutational load.  Effekter på koblingslikevekt, H-W-likevekt.


14
6.10
IV.
IV.1-IV.3.  Effekt av migrasjon på genfrekvenser, Wahlund-effekten, migrasjon og koblingsulikevekt.
6
Kap II. Ex. 10, 11.  Kap III. Ex. 1,3. (LF, del 2)
15
11.10

IV.5-IV.8.  Øymodeller, generell migrasjonsmatrisemodell. Seleksjon og migrasjon.
16
13.10

IV.9, IV.11, IV.12, Migrasjon-seleksjonsbalanse i symmetrisk to-populasjonsmodell.  Gradienter (clines).

7
Kap II. Compl. 9 (Ny) Kap III. Ex. 3, 4, 7. Compl. 8, 11.  (LF)








26.10

Midtsemesterprøve



17
1.11
V. Bølgefronter.  V.1-V.5.  Identitet i opphav (identity by descent), beregning av innavlskoeffisienter fra kjente stamtre for autosomale og kjønnskoblede loci.
18
3.11

V.6, V.8, V.9.  Slektskapskoeffisienter, slektskapsmatriser. Løsning av homogene og inhomogene differensligninger.
8
Kap IV: Ex. 1, 2, 3, 5, Compl 2. Kap. V: Ex. 2.  Ekstra oppgave(LF)
19
8.11

V.7. Genotypefrekvenser ved innavl og kobling.  V. 9-V.12. Gjentatt  parring mellom beslektede individer.
20
10.11
VI.
V. 13. Innavl og fitness.  VI. Endelig populasjonsstørrelse.  V.1-V.2.

9
Kap V: Ex. 1, 4, 5, 6, Compl. 7.  Kongeoppgave.  (LF)
21
15.11

V.3-V.5.  Genetisk drift.  Effektiv populasjonsstørrelse.
22
17.11

V.5-V.6. Effektiv populasjonstørrelse til populasjon med to kjønn,  fluktuerende populasjonsstørrelse, og ekstra varians i antall avkom (side 209 tas ikke med).  VII.4  Drift-migrasjonsbalanse.
10
Kap VI: Ex. 1, 4. Kap V: 8, 9.  Kap I: Compl. 14 (ikke 15). (LF)
23
22.11
IX. Kvantitative karakterer.  IX.1-IX.3.  Effekt av innavl.  Forventingsverdier til hybrider og tilbakekrysninger.


24
23.11, 10:15-12:00, R41

IX.4-IX.5. Dekomposisjon av genotypiske verdier.  Additiv og dominans-varians.  Kovarians mellom slektninger.
11
Kap VI: Ex. 2, 5, 7, 10, 11, 12. (LF)
25
24.11

IX.6-IX.9 Estimering av varianskomponenter.  Respons til seleksjon (fram til men ikke med side 334).  Oppsummering og eksamenstips.

30.11



12
Kap VII: 4, Kap IX: Ex. 1, 2, 5, 12, 13, 14.  Compl 9. (LF)

7.12

Spørredag.  Rom 734 i SII fra kl 9-16.  Her kan dere sitte hele dagen å jobbe.  Jeg vil være tilgjengelig for spørsmål.




8.12

Eksamen



De delkapitlene som blir forelest i tillegg til øvingene vil være pensum.

6 av 12 øvinger må være godkjent for å kunne gå opp til eksamen (her er liste over antall godkjente øvinger). Det er viktig å regne på øvingene parallelt med forelesningene fram mot øvingstimen. Leveringsfristen på øvingene blir mandagen etter hver øvingstime kl 14:15 (i hylle i 4. etg. SII eller på forelesningen). Gi beskjed til Jofrid eller meg om dere vil ha spesielle øvingsoppgaver gjennomgått på forelesningene.

Det blir forelesningsfri og midtsemesterprøve i uke 41-42.

Sted og tidspunkter:

Forelesninger: Tirsdag,
0815-1000, R51

Torsdag, 1015-1200, R21
Øvinger: Onsdag, 1415-1600, KJL3

Om kurset:

Kurset bygger på ST0101 Brukerkurs i sannsynlighetsregning og ST0202 Brukerkurs i statistikk, brukerkursene i matematikk og MOL4010 Molekylærbiologi for teknologer eller tilsvarende. Kurset inngår i bachelorprogrammet i biomatematikk men vil også kunne være interessant for biologer og andre som ønsker en mer inngående innføring i matematiske modeller som brukes i populasjonsgenetikk og evolusjonsbiologi. Det legges ved på å utvikle studentenes ferdigheter i å gjennomføre ressonementer ved hjelp av matematiske modeller.

Kursmateriell:

Vi kommer til å bruke (deler av) denne:

Joseph Felsenstein (2005) Theoretical Evolutionary Genetics.

Innbundete kopier av denne kan kjøpes (til selvkost etter avtale med forfatteren) på mitt kontor (852 i SII) for 130kr. Boka kan lastes ned fra nettet i pdf format under visse betingelser (2.7MB, 393 sider). Dette anbefales dersom du ønsker å se nærmere på det konkrete innholdet i kurset før kurset starter. 

Norsk ordliste i pdf-format over noen av begrepene vi trenger i dette kurset. Sist oppdatert 29.11.2004

En større ordliste på web.

Eksamen:

Torsdag 8. desember. 4 timer skriftlig. Alle trykte og skrevne hjelpemidler samt kalkulator blir tillatt.

Oppgavene vil ha omkring samme form som på øvingene (regneoppgaver). Vær oppmerksom på at det normalt ikke trekkes for følgefeil (feil i en deloppgave som følge av feil i foregående deloppgave) så lenge det ellers er regnet riktig. Svar skal begrunnes blant annet fordi det da vil kunne gis en del uttelling for selve begrunnelsen ved mindre regnefeil. Skriv gjerne med blyant.

Spørretime.  Se over.

Gamle eksamensoppgaver:
Midterm, høst 2004: OppgaverLøsningsforslag.
Eksamen, høst 2004: Oppgaver. Løsningsforslag.
Midterm, høst 2005: OppgaverLøsningsforslag.
Eksamen, høst 2005: OppgaverLøsningsforslag.

Ymse:

For de som vil snuse på orginalliteraturen er mye av den eldre literaturen tilgjengelig på www.jstor.org, f.eks. matematikeren G. H. Hardy's  eneste(?) arbeid innen "anvendt matematikk", en artikkel i Science i 1908.  Mange journaler er tilgjengelige elektronisk via tidskrift søk på bibsys (f.eks. journaler som Genetics, Evolution, American Naturalist).  Hvis man vil søke etter tidskriftartikler som omhandler bestemte tema (f.eks. "inbreeding depression AND human*" ) kan man gjøre dette på isiknowledge.com.  Ved mange treff er et tips å velge "sort by" lik "times cited".  Jstor og ISI er bare tilgjengelig fra ntnu.no-domenet eller via proxy-server.  Noen kjente evolusjonsbiologer og populasjonsgenetikere er Darwin, Fisher (også en ikke helt ukjent statistiker), Wright, og Haldane.  Begrepet varians ble introdusert i 1918 i denne nokså uleselige artikkelen skrevet av Fisher.  De som liker å regne ut sannsynligheter for identity by descent kan ta en titt på slektstreet til den britiske kongefamilien.