Hardy-Weinberg įstatymas dėl genetinės pusiausvyros su jos reikšme
Hardy-Weinberg įstatymas dėl genetinės pusiausvyros su jos reikšme ir savybėmis!
Šią pagrindinę populiacijos genetikos idėją 1907 m. Pasiūlė angliškas GH Hardy (matematikas) ir vokietis W. Weinberg. Tai žinoma kaip Hardy-Weinberg įstatymas.
Įstatymas sudaro gyventojų genetikos ir šiuolaikinės evoliucijos teorijos pagrindą. Įstatyme teigiama, kad: tiek genų (alelių) dažnis, tiek genotipų dažnis išlieka pastovūs nuo kartos į kartą be galo didelio susivienijimo populiacijos, kurioje poravimas yra atsitiktinis, be atrankos, migracijos ar mutacijos.
Jei populiacija iš pradžių yra pusiausvyros, viena karta atsitiktinio poravimosi karta yra pakankama, kad ją būtų galima įgyti į genetinę pusiausvyrą, o po to populiacija išliks pusiausvyra (nepakitusi gametiniais ir zigotiniais dažniu), kol Hardy-Weinberg būklė išliks.
„Hardy-Weinberg“ įstatymas priklauso nuo šių rūšių genetinės pusiausvyros, kad būtų visiškai pasiekta.
1. Gyventojai yra be galo dideli ir atsitiktinai mate.
2. Nėra pasirinkimo.
3. Alelių atveju mutacija neveikia.
4. Gyventojai yra uždaryti, ty nėra imigracijos ar emigracijos.
5. Meiosis yra normalus, kad tikimybė yra vienintelis veiksnys, veikiantis gametogenezėje.
Įstatymas apibūdina teorinę situaciją, kai gyventojai neturi evoliucinių pokyčių. Jame paaiškinama, kad jei nėra evoliucinių jėgų; gyventojų skaičius yra didelis; jo asmenys turi atsitiktinį poravimą, kiekvienas iš tėvų gamina beveik vienodą skaičių lytinių ląstelių, o poravimosi tėvų gametos gaminamos atsitiktinai, o genų dažnis išlieka pastovus; tada išsaugoma atitinkamų genų genetinė pusiausvyra ir išsaugomas populiacijoje esantis kintamumas.
Tarkime, kad yra vienas populiarumas, turintis geną (alelį) A ir a viename lokuse, tada gametų dažnis su genu A bus toks pat, kaip ir geno A dažnis, ir panašiai ir lytinių ląstelių dažnis su a yra lygus dažniui. geno a. Tarkime, kad įvairių genų skaičius šioje populiacijoje yra toks:
AA- 36%
Aa- 48%
aa -16%
Kadangi AA asmenys sudaro 36% visų gyventojų, jie sudarys apie 36% visų populiacijoje sukurtų gametų. Šios lytinės ląstelės turės geną A. Panašiai ir individai gamins 16% visų lytinių ląstelių. Tačiau gamtinės lyties iš Aa asmenų bus dviejų tipų, ty su A genu ir genas maždaug lygiomis dalimis. Kadangi jie sudaro 48% visų gyventojų, jie prisidės 48% lytinių ląstelių, tačiau iš jų 24% turės A-giną, o kiti 24% - genas a. Todėl bendra gametų produkcija bus tokia:
Jei genų A dažnis yra p ir g a dažnis yra q ir yra atsitiktinis getų su aleliu A arid a pusiausvyros būsenoje, populiacija turi šiuos A ir a genų dažnius., karta po kartos.
AA + 2Aa + aa genotipas
p 2 + 2pq + q 2 geno (alelio) dažnis
Pirmiau minėti rezultatai gali būti paaiškinti tikimybės teorija. Didelio dydžio populiacijoje geno A gavimo iš abiejų tėvų tikimybė bus pxp = p 2, panašiai geno a atveju ji bus qxq = q 2, o tikimybė, kad bus heterozigotinė, bus pq + pq = 2pq. Geno (alelio) dažnio ir genotipo dažnio ryšį galima išreikšti kaip
p 2 + 2pq + q2 = 1 arba (p + q) 2 = 1
Tai žinoma kaip „Hardy-Weinberg“ formulė arba binominė išraiška. Jei žinomas vieno iš alelių (pvz., P) dažnis, yra žinomas kitų alelių (q = 1-p) dažnis ir homozigotinių genotipų dažnis (p 2 ir q 2 ), taip pat tie, kurie pasireiškia galima apskaičiuoti heterozigotinio genotipo (2pq). Arba, jei žinoma homozigotinių recesyvinių asmenų dažnis populiacijoje (a / a arba q 2 ), galima apskaičiuoti alelio (q) ir A alelio (p arba 1-q) dažnius. Tada galima prognozuoti genotipinius dažnius dabartinėje ir kitose kartose. Iš šios binominės išraiškos, kurią pasiūlė Hardy ir Weinberg, aišku, kad didelės atsitiktinės poravimosi populiacijos metu ne tik genų dažnis, bet ir genotipo dažnis išliks pastovūs.
Pagrindinės Hardy-Weinberg teisės savybės:
1. Kiekvieno geno arba alelio genų ir genotipų dažnis populiacijoje išlieka pusiausvyros kartoje po kartos.
2. Gyventojoje poravimas yra visiškai atsitiktinis reiškinys.
3. Geno ir genotipo dažnių pusiausvyra atsiranda tik didelėse populiacijose. Mažoje populiacijoje genų dažnis gali būti nenuspėjamas.
4. Visi populiacijos genotipai vienodai sėkmingai dauginasi.
5. Konkretūs aleliai nebus diferencijuoti ir neišskiriami iš populiacijos.
Hardy-Weinberg įstatymo reikšmė:
Įstatymas yra svarbus, nes jis apibūdina situaciją, kurioje nėra evoliucijos, taigi jis suteikia teorinę pagrindą evoliuciniams pokyčiams matuoti. Pusiausvyros tendencija padeda išsaugoti praeityje įgytą naudą ir išvengti pernelyg sparčių pokyčių; kitaip tariant, suteikiant gyventojams genetinį stabilumą.
„Hardy-Weinberg“ lygtis apibūdina sąlygas, kurios nėra natūralioje populiacijoje. „Hardy-Weinberg“ principo ir jos lygties funkcija yra kaip eksperimentinė kontrolė - prognozė, kas turėtų būti aleliniai ir genotipiniai dažniai, jei niekas neveikia genų fondo pakeitimo. Taigi, jei yra žinoma, kad q yra 0, 40, q 2 kitoje kartoje turėtų būti 0, 16.
Jei vietoj to yra 0, 02, tada mes žinome, kad pasikeitė genų fondas, tokio pokyčio mastas ir kad jį sukėlė: mutacijos, genetinis dreifas, genų srautas, tvirtas poravimas arba natūralus pasirinkimas. Tada mes galime sukurti eksperimentus, kad išbandytume, kurie iš penkių pokyčių agentų labiausiai prisidėjo prie alelių ir genotipų dažnio pokyčių.
