Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.6: Харді-Вайнберг та популяційна генетика

Принцип Гарді-Вайнберга

Принцип Гарді-Вайнберга - це математична модель, яка використовується для опису рівноваги двох алелів у популяції за відсутності еволюційних сил. Ця модель була виведена самостійно Г.Х. Харді і Вільгельмом Вайнбергом. Він стверджує, що частоти алелів та генотипів у популяції залишатимуться постійними протягом поколінь за відсутності еволюційних сил. Ця рівновага робить кілька припущень для того, щоб бути правдою:

  1. Нескінченно велика чисельність населення
  2. Задіяний організм - диплоїдний.
  3. Організм розмножується тільки статевим шляхом.
  4. Немає перекриваються поколінь.
  5. Парування буває випадковим.
  6. Частоти алелів рівні в обох статях
  7. Відсутність міграції, мутації або виділення

Як ми бачимо, багато пунктів у списку вище не можна контролювати, але це дозволяє нам зробити порівняння в ситуаціях, коли очікувані еволюційні сили вступають в гру (вибір тощо).

Рівновага Харді-Вайнберга

Алелі в рівнянні визначаються наступним чином:

  • Частота генотипу розраховується наступним чином: genotype frequency =# individuals of given genotype  total # individuals in population 
  • Частота аллелів розраховується наступним чином: allele frequency =# of copies of an allele in a population  total # of alleles in population 
  • У двоалельній системі з домінуючим/рецесивним ми позначаємо частоту одного як p, а іншого як q і стандартизуємо до:
    • p= Dominant allele frequency 
    • q= recessive allele frequency 
  • Тому загальна частота всіх алелей в цій системі дорівнює 100% (або 1)p+q=1
  • Так само загальна частота всіх генотипів виражається наступною квадратикою, де вона також дорівнює 1:p2+2pq+q2=1
    Це рівняння є теоремою Харді-Вайнберга, яка стверджує, що в грі немає еволюційних сил, які змінюють частоти генів.

Розрахунок рівноваги Харді-Вайнберга (активність)

Ця вправа відноситься до вправи дегустації PTC. На цьому прикладі можна перевірити на вибір одного алеля всередині популяції. Хоча розмір класу невеликий, об'єднання результатів з декількох розділів може покращити вправу. Не забудьте припустити домінуючі/рецесивні риси з класових підрахунків.

1. Що таке рецесивний фенотип і як ми можемо уявити генотип?

2. Що таке домінантний фенотип і як ми можемо представляти генотипи?

3. Яка частота рецесивного генотипу? (q 2)

4. Яка частота рецесивного аллеля? (q)

5. Яка частота домінантного аллеля? (р = 1-q)

6. Використовуйте Гарді-Вайнберга для обчислення частоти гетерозигот у класі. (2pq)

7. Використовуйте Харді-Вайнберга для обчислення частоти гомозигот у класі. (стор 2)

8. Використовуючи сукупність з декількох розділів, порівняйте локальні алельні та генотипові частоти з тим, що передбачив би Гарді-Вайнберг.

9. Маючи на увазі це невелике число, ми можемо побачити, що існують проблеми з припущеннями, необхідними для цього принципу. Інструктор виконає наступне моделювання в класі, щоб проілюструвати вплив на кілька популяцій з наслідками відбору та/або обмеження популяції. Коефіцієнт придатності може бути застосований для ілюстрації виборчого тиску на алель.

  • Моделювання популяційної генетики алелів

10. У разі вибіркового тиску може бути введений коефіцієнт придатності (w). Дослідницька стаття http://www.jci.org/articles/view/64240 показала, що рецептор Tas2R38 допомагає в імунній відповіді проти Pseudomonas. Уявіть собі ситуацію, коли спостерігається епідемія антибіотикорезистентних Pseudomonas. Це
показало б, що домінантний алель матиме вибіркову перевагу.

  • Змініть коефіцієнт придатності в симуляторі популяційної генетики та опишіть наслідки, які це матиме протягом багатьох послідовних поколінь.

Тематичне дослідження еволюції: популяційна генетика на роботі

Додаткові ресурси/експерименти:

  • Was this article helpful?