V detailu

Hardy-Weinbergův princip


V roce 1908 anglický matematik Godfrey H. Hardy (1877 - 1947) a německý doktor Wilhem Weinberg Došli k závěru, že pokud na populaci, která splňuje určité podmínky, nebude působit žádný evoluční faktor, zůstanou frekvence jejich alel v průběhu generací nezměněné.

Tento princip se stal známým jako Hardy-Weinbergův zákon nebo věta nebo princip genové rovnováhy.

Hardy-Weinbergovy rovnovážné podmínky

Podle Hardyho a Weinberga jsou podmínky nezbytné k tomu, aby populace zůstala v genové rovnováze:

  • Populace musí být velmi velká (teoreticky, čím větší, tím lépe), aby se mohly vyskytnout všechny možné přechody podle zákonů pravděpodobnosti.
  • Obyvatelstvo musí být panmitické (z řeckého pánev, a z latiny omyl, mix), tj. přechody mezi jednotlivci různých genotypů by se měly vyskytovat náhodně, bez jakékoli preference.

Populace, která má tyto vlastnosti a ve které se nevyskytují žádné vývojové faktory, jako je mutace, selekce nebo migrace, zůstane v genové rovnováze, to znamená, že frekvence alel se v průběhu generací nemění.

Exprese genové rovnováhy

Předpokládejme populaci v genové rovnováze, ve které jsou frekvence alel A a (non-sex) jsou 80% a 20% (0,8 a 0,2). S vědomím, že každá gameta nese pouze jednu alelu každého genu, lze usoudit, že 80% gamet produkovaných členy této populace bude nést alelu. Aa 20% budou nositeli alely .

Homozygotní jedinec AA vznikl, když mužská gameta nesla alelu A Fecundates ženské gamete také nést alelu A. Pravděpodobnost, že k této události dojde, se rovná součinu frekvencí, s nimiž se tyto typy gamet vyskytují. Pravděpodobnost vytvoření jednotlivce AA é 0,64 nebo 64%.

f( A) x f(A) = 0,8 x 0,8 = 0,64 nebo 64%

Homozygotní jedinec aa, podle pořadí, vzniká, když se s ním setkají dva gamety. Pravděpodobnost výskytu této události se rovná součinu frekvencí, s nimiž se tyto gamety vyskytly. Pravděpodobnost formování jednotlivce aa je 0,04 nebo 4%.

f(a) x f(a) = 0,2 x 0,2 = 0,04 nebo 4%

Heterozygotní jednotlivec Aa absolventi, když mužská gameta A fecunduje ženskou gametu , nebo když mužská gameta fecunduje ženskou gametu A. Pravděpodobnost výskytu těchto událostí je 0,32 nebo 32%.

f(A) x f(a) + f(a)x f(A) = 0,8 x 0,2 + 0,2 x 0,8 = 0,32 nebo 32%

Pokud nazveme p frekvenci dominantní alely a q frekvenci recesivní alely, můžeme napsat, že frekvence jednotlivců AA je rovna p2, frekvence jednotlivců aa se rovná q2 a heterozygotním jednotlivcům Aa rovná se 2pQ. Podívejte se proč:

Frekvence alel u mužských gamet

p = f(A) q = f(a)

Frekvence alely ženské gamety

p = f(A)

q = f(a)

str2 = f(AA) pq = f(Aa)
qp = f(aa) co2 = f(aa)

Součet frekvencí různých genotypů bude 1 nebo 100%.

Str2 + 2 proč + q2 = 1

F(AA) f(Aa) + f(aa) f(aa)

Princip Hardy-Weinberg uvádí, že pro daný pár alel s frekvencemi str a co, v rovnovážné Mendelovské populaci bude frekvence různých genotypů v každé generaci v souladu s expresí p2 + 2pq + q2 = 1.

Význam Hardyho-Weinbergova principu

Princip Hardy-Weinberg stanoví teoretický standard pro genové chování napříč generacemi. V praxi nám to pomáhá pochopit, zda je populace v rovnováze, upozorňuje na možné vývojové faktory, které fungují.

Genetik FJ Ayala (1934) z University of California (USA) porovnává Hardy-Weinbergův princip s Newtonovým prvním zákonem mechaniky, podle kterého pohybující se tělo udržuje svou rychlost konstantní, dokud nezasáhne žádná síla. vnější. Těla jsou vždy podřízena vnějším silám, ale Newtonův zákon je teoretický výchozí bod, důležitý pro pochopení mechaniky. Hardy-Weinbergův princip uvádí, že v nepřítomnosti evolučních faktorů zůstávají genové frekvence konstantní v teoretické populaci. V reálných populacích vždy pracují evoluční faktory. Zákon Hardyho-Weinberga je však důležitý, protože vám umožňuje určit, jak moc a jak je rovnováha populace ovlivněna vývojovými faktory.