Przeczytaj
W każdej populacjipopulacji największą szansę na przeżycie mają osobniki o cechach, dostosowujących je do życia w danym środowisku. Badania nad zmiennościami genetycznymi populacji, których wyniki przedstawili w 1908 roku amerykański matematyk Godfrey H. Hardy oraz niemiecki lekarz Wilhelm Weinberg dowodziły, że częstość występowania genotypów w populacjipopulacji można opisać matematycznie.
Sformułowane przez nich wnioski, nazywane prawem Hardy’ego-Weinbergaprawem Hardy’ego-Weinberga, określają częstość występowania allelialleli i genotypów w populacjipopulacji, znajdującej się w stanie równowagi genetycznej. Ma to miejsce w sytuacji, w której spełnione są określone warunki:
Jak obliczamy częstości występowania alleli w populacji?
Jeżeli założymy, że dany gen ma dwa allele – dominujący, oznaczony literą oraz recesywny, oznaczony literą – występujące w danej populacji odpowiednio z częstością p i q, zapiszemy równość:
Częstość występowania poszczególnych genotypów:
jest rozwinięciem trójmianu kwadratowego:
Załóżmy, że w pewnej populacji myszy liczącej 1000 osobników, 90 z nich stanowiły osobniki albinotyczne. Reszta osobników miała szarą barwę sierści. Wiemy, że brak pigmentu jest cechą dziedziczoną recesywnie, więc biała barwa występuje jedynie u homozygothomozygot recesywnych. Oblicz częstość występowania alleli i w tej populacji.
Jak rozwiązać zadanie?
Frekwencja genotypów wynosi , czyli 0,09.
Allel recesywny q równa się pierwiastkowi kwadratowemu z qIndeks górny 22, = 0,3.
Wiedząc, że p + q = 1, obliczamy p, czyli allel dominujący .
p + 0,3 = 1, więc p wynosi 0,7.
Jeśli chcielibyśmy obliczyć, ilu osobników szarych to heterozygoty , dokonujemy obliczeń, stosując zapis: 2pq = 2 x 0,7 x 0,3 = 0,42. Zatem w naszej przykładowej populacji heterozygoty stanowią 42 proc. osobników.
Znaczenie prawa Hardy’ego–Weinberga
Znaczenie prawa Hardy’ego-Weinberga polega nie tylko na tym, że umożliwia ustalenie częstości genotypów w populacji, ale także na tym, że wskazuje na fakt zachodzenia ciągłych zmian w pulach genowych populacji oraz pozwala na wyciąganie wniosków, dotyczących przyczyn tych zmian. Mogą nimi być: niewielka liczba osobników populacji, migracje, wpływ doboru naturalnego oraz występowanie trudnych do przewidzenia mutacji.
Założenia prawa Hardy’ego-Weinberga są trudne, wręcz niemożliwe do uzyskania w naturze, ponieważ w normalnym środowisku mamy do czynienia z doborem naturalnym, a także z mutacjami i migracjami. W efekcie obserwujemy znaczne odstępstwa od tej reguły, szczególnie w dużych liczebnie populacjach.
Słownik
jedna z wersji genu; allel najczęściej występuje w określonym locus na danym chromosomie homologicznym; pojęcie to odnosi się także do genomu cytoplazmatycznego oraz prokariotycznego; allele tego samego genu różnią się jednym lub kilkoma nukleotydami
organizm zawierający identyczne allele danego genu w chromosomach; homozygoty wytwarzają zawsze gamety jednakowego typu – identyczne pod względem materiału genetycznego; homozygotyczność może dotyczyć jednego, kilku lub nawet wszystkich genów w organizmie
zespół osobników jednego gatunku, zamieszkujących określony teren w tym samym czasie
prawo, określające stosunki pomiędzy frekwencją alleli, a częstością genotypów w populacji oraz warunki, w jakich stosunki te będą zachowane; proporcje genotypów w populacji, spełniającej założenia prawa Hardy’ego-Weinberga określa się jako rozkład Hardy’ego-Weinberga