Frecvența alelică

Frecvența alelelor este măsura frecvenței relative a unei alele la un locus genetic din populație . De obicei, este exprimat ca proporție sau procent . În genetica populației , frecvențele alelelor arată diversitatea genetică a unei populații a speciei sau, în mod similar, bogăția bazei sale genetice . Frecvența alelelor este definită după cum urmează:

Luat:

1. un locus particular al cromozomului și gena care ocupă acel locus;
2. o populație de indivizi care au n loci în fiecare dintre celulele lor somatice (de exemplu, doi loci în celulele speciilor diploide, care conțin două seturi de cromozomi);
3. o variantă (sau alelă ) a genei

frecvența alelei este „fracțiunea” sau „procentul de loci pe care alela îl ocupă în populație”.

De exemplu, dacă frecvența unei alele este de 20% într-o populație dată, atunci unul din cinci cromozomi din populație va purta acea alelă. Patru din cinci vor fi ocupate de alte variante ale genei. Rețineți că pentru genele diploide fracția de indivizi care poartă această alelă poate fi de aproximativ două din cinci . Dacă alela este distribuită aleatoriu, atunci se va aplica teorema binomială : 32% din populație va fi heterozigotă pentru alelă (având o copie a acelei alele și o copie a altei alele în fiecare celulă somatică ) și 4% vor fi homozigoți ( purtând două copii ale alelei). Împreună, aceasta înseamnă că 36% dintre indivizii diploizi ar trebui să poarte o alelă care are o frecvență de 20%. Cu toate acestea, alelele se combină aleatoriu numai în funcție de anumite ipoteze, inclusiv cea referitoare la absența selecției. Când sunt îndeplinite astfel de condiții, se spune că o populație se află în echilibrul Hardy-Weinberg .

Frecvențele alelelor unei gene date sunt adesea reprezentate grafic împreună într-o histogramă legată de distribuția frecvenței alelice. Genetica populației studiază diferitele forțe care ar putea duce la modificări ale distribuției și frecvenței alelelor - cu alte cuvinte, la evoluție . În plus față de selecție , aceste forțe includ deriva genetică , mutație și migrație .

Calculul frecvențelor alelelor pornind de la frecvențele genotipului

Dacă f (AA) , F (Aa) și f (aa) sunt frecvențele a trei genotipuri dintr-un locus cu două alele, atunci frecvența p a alelei A și frecvența q a alelei a se obțin prin numărarea alelelor. Deoarece fiecare homozigot AA constă doar din alele A și din moment ce jumătate din alelele fiecărui heterozigot Aa sunt alele A, frecvența totală p a alelelor A din populație este calculată ca:

p=f(\mathbf {AA} )+{\frac {1}{2}}f(\mathbf {Aa} )=

{\ displaystyle p = f (\ mathbf {AA}) + {\ frac {1} {2}} f (\ mathbf {Aa}) =}

{\ displaystyle p = f (\ mathbf {AA}) + {\ frac {1} {2}} f (\ mathbf {Aa}) =}

frecvența lui A

În mod similar, frecvența q a alelei a este dată de

q=f(\mathbf {aa} )+{\frac {1}{2}}f(\mathbf {Aa} )=

{\ displaystyle q = f (\ mathbf {aa}) + {\ frac {1} {2}} f (\ mathbf {Aa}) =}

{\ displaystyle q = f (\ mathbf {aa}) + {\ frac {1} {2}} f (\ mathbf {Aa}) =}

frecvența a

Suma p și q este de așteptat să fie 1, deoarece acestea sunt frecvențele singurelor două alele prezente. De fapt, obținem:

p+q=f(\mathbf {AA} )+f(\mathbf {aa} )+f(\mathbf {Aa} )=1

{\ displaystyle p + q = f (\ mathbf {AA}) + f (\ mathbf {aa}) + f (\ mathbf {Aa}) = 1}

{\ displaystyle p + q = f (\ mathbf {AA}) + f (\ mathbf {aa}) + f (\ mathbf {Aa}) = 1}

și din acesta din urmă:

q=1-p

{\ displaystyle q = 1-p}

q = 1-p

Și

p=1-q

{\ displaystyle p = 1-q}

p = 1-q

Dacă există mai mult de două forme alelice diferite, frecvența pentru fiecare alelă este pur și simplu frecvența homozigotului său plus jumătate din suma frecvențelor pentru toți ceilalți heterozigoti în care apare alela respectivă.

Frecvența alelică poate fi calculată întotdeauna de frecvența de genotip , din moment ce alte alele impune ca în continuare să aplice condițiile Hardy-Weinberg de la împerechere aleatoare.

O populație exemplară

Luați în considerare o populație de zece indivizi și un locus dat cu două alele posibile, A și a . Să presupunem că genotipurile indivizilor sunt următoarele:

AA , Aa , AA , aa , Aa , AA , AA , Aa , Aa și AA

Apoi, frecvențele alele ale alelei A și alelei sunt:

p=prob_{A}={\frac {2+1+2+0+1+2+2+1+1+2}{20}}=0.7

{\ displaystyle p = prob_ {A} = {\ frac {2 + 1 + 2 + 0 + 1 + 2 + 2 + 1 + 1 + 2} {20}} = 0.7}

{\ displaystyle p = prob_ {A} = {\ frac {2 + 1 + 2 + 0 + 1 + 2 + 2 + 1 + 1 + 2} {20}} = 0.7}

adică, există o probabilitate de 70% ca populația să primească această alelă,

q=prob_{a}={\frac {0+1+0+2+1+0+0+1+1+0}{20}}=0.3

{\ displaystyle q = prob_ {a} = {\ frac {0 + 1 + 0 + 2 + 1 + 0 + 0 + 1 + 1 + 0} {20}} = 0.3}

{\ displaystyle q = prob_ {a} = {\ frac {0 + 1 + 0 + 2 + 1 + 0 + 0 + 1 + 1 + 0} {20}} = 0.3}

și există o șansă de 30% ca populația să obțină acest lucru.

Efectul mutației

Fie ú procentul de mutație a alelei A într-o altă alelă a (probabilitatea ca o copie a genei A să devină a în timpul replicării ADN înainte de meioză ). Dacă p _t este frecvența alelei A din generația t, e $q_{t}=1-p_{t}$ ${\ displaystyle q_ {t} = 1-p_ {t}}$ ${\ displaystyle q_ {t} = 1-p_ {t}}$ este frecvența alelei a în aceeași generație și, dacă nu există alte cauze ale modificării frecvenței genei (fără selecție naturală , de exemplu), atunci schimbarea frecvenței alelei într-o generație este determinată de:

$\Delta p_{t}-p_{t-1}=\left(p_{t-1}-{\acute {u}}p_{t-1}\right)-p_{t-1}=-{\acute {u}}p_{t-1}$ ${\ displaystyle \ Delta p_ {t} -p_ {t-1} = \ left (p_ {t-1} - {\ acute {u}} p_ {t-1} \ right) -p_ {t-1} = - {\ acute {u}} p_ {t-1}}$ ${\ displaystyle \ Delta p_ {t} -p_ {t-1} = \ left (p_ {t-1} - {\ acute {u}} p_ {t-1} \ right) -p_ {t-1} = - {\ acute {u}} p_ {t-1}}$

unde p _t-1 este frecvența generației anterioare. Acest lucru ne spune că frecvența lui A scade (și frecvența lui a crește) cu o cantitate proporțională cu procentul de mutație ú și cu proporția p a tuturor genelor care încă pot muta. Prin urmare $\Delta p$ ${\ displaystyle \ Delta p}$ $\ Delta p$ devine mai mic pe măsură ce frecvența p în sine scade, deoarece există din ce în ce mai puține alele A care se pot transforma în alele. Putem apoi concluziona că, după n generații de mutații, aproximativ:

$p_{n}=p_{0}e^{-n{\acute {u}}}$ ${\ displaystyle p_ {n} = p_ {0} e ^ {- n {\ acute {u}}}}$ ${\ displaystyle p_ {n} = p_ {0} e ^ {- n {\ acute {u}}}}$

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre frecvența Allelic

linkuri externe

( EN ) Frecvența alelică , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul de biologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie

V · D · M Genetica
Material genetic	Nucleotide · baze azotate · Acizi nucleici ( ADN · ARN ) · Cromozomi · Genom
Concepte cheie	Gene · Cod genetic · Alele · Locus · Moștenire · Diversitate genetică · Mutație
Domenii de genetică	Genetica formale · genetica moleculara · genetica populatiei · Genomics · Human Genetics
Geneticieni	Gregor Mendel · Thomas Hunt Morgan · Ronald Fisher · Frederick Griffith · Erwin Chargaff · Barbara McClintock · James Watson · Francis Crick · Rosalind Franklin · Alec Jeffreys