понимание уравнения равновесия Харди Вайнберга в генетике

p²-+-2pq-+-q²-=-1

Чтобы-расшифровать-это-уравнение:

• p-=-частота-доминантного-аллеля-в-популяции
• q-=-частота-рецессивного-аллеля-в-популяции
• p²-=-доля-гомозиготных-доминантных-индивидуумов
• 2pq-=-доля-гетерозиготных-индивидуумов
• q²-=-доля-гомозиготных-рецессивных-индивидуумов

При-условии,-что-эти-частоты-остаются-постоянными-от-одного-поколения-к-другому-в-отсутствие-эволюционных-влияний-(таких-как-мутации,-генный-поток,-генетический-дрейф-и-отбор),-мы-можем-создать-базис-для-анализа-генетической-вариации.

Пример-для-иллюстрации-равновесия-Харди-Вайнберга

Представьте-популяцию-из-1000-бабочек.-В-этой-популяции-640-имеют-доминантную-черту-зеленых-крыльев-(GG),-320-имеют-гетерозиготную-черту-(Gg)-и-40-имеют-рецессивную-черту-желтых-крыльев-(gg).-Давайте-определим,-находится-ли-эта-популяция-в-равновесии-Харди-Вайнберга.

Сперва-мы-подсчитаем-общее-количество-аллелей:

• Общее-количество-аллелей-=-2-×-1000-=-2000
• Количество-аллелей-для-G:-640-(GG)-×-2-+-320-(Gg)-=-1600-+-320-=-1920
• Количество-аллелей-для-g:-320-(Gg)-+-40-(gg)-×-2-=-320-+-80-=-400

Далее-мы-найдем-частоты-аллелей:

• p-(частота-G)-=-1920-/-2000-=-0.96
• q-(частота-g)-=-400-/-2000-=-0.20

Используя-уравнение-Харди-Вайнберга,-мы-проверим-равновесие:

• Ожидаемое-количество-гомозиготных-доминантных-(GG):-p²-=-(0.96)²-=-0.9216
• Ожидаемое-количество-гетерозиготных-(Gg):-2pq-=-2-×-0.96-×-0.20-=-0.384
• Ожидаемое-количество-гомозиготных-рецессивных-(gg):-q²-=-(0.20)²-=-0.04

Таким-образом,-доля-каждого-генотипа-должна-в-сумме-составить-1:

• 0.9216-+-0.384-+-0.04-=-1-(подтверждая-равновесие-Харди-Вайнберга)

Применение-Харди-Вайнберга-в-реальных-сценариях

Уравнение-Харди-Вайнберга-—-это-не-просто-теоретическая-концепция,-но-и-имеет-значительные-практические-применения.-Генетики-используют-его-для-прогнозирования-распределения-генов-в-будущих-поколениях,-для-выявления-влияния-эволюционных-сил-на-популяцию,-а-также-в-области-биологии-сохранения-для-защиты-исчезающих-видов.

Представьте-консерватора,-работающего-над-сохранением-исчезающего-вида-птиц.-Анализируя-генетические-образцы-популяции-и-применяя-формулу-равновесия-Харди-Вайнберга,-он-может-выявить-возможное-инбридинг-или-генетический-дрейф,-который-может-подрывать-генетическое-здоровье-популяции.

Часто-задаваемые-вопросы-(FAQ)

1.-Каковы-основные-предположения-модели-равновесия-Харди-Вайнберга?
Основные-предположения-включают-большую-размножающуюся-популяцию,-случайное-спаривание,-отсутствие-мутаций,-отсутствие-иммиграции/эмиграции-и-отсутствие-естественного-отбора.

2.-Что-означает,-если-популяция-не-находится-в-состоянии-равновесия-Харди-Вайнберга?
Это-указывает-на-нарушение-одного-или-нескольких-предположений-равновесия-и-что-такие-факторы,-как-отбор,-генетический-дрейф-или-генный-поток,-влияют-на-частоты-аллелей.

3.-Как-используется-Харди-Вайнберг-в-генетике-сохранения?
Он-помогает-определить-генетическое-разнообразие,-выявить-инбридинг-и-предсказать-изменения-популяции-в-будущем,-помогая-защищать-исчезающие-виды.

Резюме

Уравнение-равновесия-Харди-Вайнберга-предоставляет-важные-сведения-о генетической вариации в популяциях. Понимая и применяя эту формулу, мы можем прогнозировать генетические частоты, наблюдать эволюционные влияния и принимать обоснованные решения в таких областях, как генетика сохранения.

Tags: генетика, Биология, Популяционная генетика, Равновесие