Hardy-Weinberg Law

De wet van Hardy-Weinberg stelt vast dat er geen genetische variatie is als natuurlijke selectie of andere factoren niet handelen. Bron: Wikimedia Commons

Wat is de wet van Hardy-Weinberg?

De wet van Hardy-Weinberg, Ook wel Hardy-Weinberg-principe of evenwicht genoemd, bestaat het uit een wiskundige stelling die een hypothetische diploïde populatie beschrijft met seksuele reproductie die niet evolueert, dat wil zeggen dat allelische frequenties niet veranderen van generatie tot generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie naar generatie,.

Dit principe veronderstelt vijf noodzakelijke voorwaarden voor de populatie om constant te blijven: afwezigheid van genstroom, afwezigheid van mutaties, willekeurige paring, afwezigheid van natuurlijke selectie en een oneindig grote populatiegrootte. Bij afwezigheid van deze krachten blijft de bevolking in evenwicht.

Wanneer een van de bovenstaande veronderstellingen niet wordt vervuld, treedt er een verandering op. Om deze reden zijn natuurlijke selectie, mutatie, migraties en genetische drift de vier evolutionaire mechanismen.

Volgens dit model, wanneer de allelische frequenties van een bevolking zijn P En Q, genotypische frequenties zullen zijn P², 2pq En Q².

Het Hardy-Weinberg-evenwicht kan worden toegepast bij de berekening van de frequenties van bepaalde interessante allelen, bijvoorbeeld om het aandeel heterozygoten bij een menselijke bevolking te berekenen.

We kunnen ook verifiëren of een populatie al dan niet in evenwicht is en hypothese voorstellen van welke krachten in die populatie handelen.

Wat is de theorie van Hardy-Weinberg?

De theorie of balans van Hardy-Weinberg is een nulmodel waarmee we het gedrag van gen- en allelische frequenties gedurende generaties kunnen specificeren.

Met andere woorden, het is het model dat het gedrag van genen in populaties beschrijft, onder een reeks specifieke voorwaarden.

Notatie

In de stelling van Hardy-Weinberg, de allelische frequentie van NAAR (dominant allel) wordt weergegeven met de brief P, terwijl de allelische frequentie van naar (recessief allel) wordt weergegeven met de brief Q.

De verwachte genotypische frequenties zijn P², 2pq En Q², Voor de dominante homozygotus (Aa), heterozygoot (Aa) en homozygote recessief (aa), respectievelijk.

Kan u van dienst zijn: Holoenzyme: kenmerken, functies en voorbeelden

Als er slechts twee allelen in genoemde locus zijn, moet de som van de frequenties van de twee allelen noodzakelijkerwijs gelijk zijn aan 1 (P + Q = 1).

De uitbreiding van binomiaal (P + Q))² Ze vertegenwoordigen de genotypische frequenties P² + 2PQ + Q² = 1.

Voorbeeld

In een bevolking, de personen die het integreren, kruisen elkaar om aanleiding te geven tot de nakomelingen. Over het algemeen kunnen we wijzen op de belangrijkste aspecten van deze reproductieve cyclus: de productie van gameten, de fusie hiervan om aanleiding te geven tot een zygote en de ontwikkeling van het embryo om aanleiding te geven tot de nieuwe generatie.

Stel je voor dat we het proces van Mendeliaanse genen kunnen volgen in de bovengenoemde gebeurtenissen. We doen dit omdat we willen weten of een allel of genotype de frequentie zal verhogen of verlagen en waarom het het doet.

Om te begrijpen hoe gen- en allelische frequenties variëren in een populatie, zullen we de productie van gameten volgen van een set muizen.

In ons hypothetische voorbeeld vindt paring willekeurig plaats, waarbij alle sperma en eitjes willekeurig worden gemengd.

In het geval van muizen is deze veronderstelling niet waar en is het slechts een vereenvoudiging om berekeningen te vergemakkelijken. In sommige diergroepen, zoals bepaalde echinoderms en andere waterorganismen, worden gameten echter uitgezet en willekeurig botsen.

Eerste generatie muizen

Laten we nu onze aandacht richten op een specifieke locus, met twee allelen: NAAR En naar. Na de wet die door Gregor Mendel wordt uitgewerkt, ontvangt elke gamete een allel van locus A. Stel dat 60% van de eitjes en sperma het allel ontvangen NAAR, Terwijl de resterende 40% het allel ontving naar.

Daarom allel frequentie NAAR is 0,6 en het allel naar Het is 0,4. Deze groep gameten zal willekeurig worden gevonden om aanleiding te geven tot een zygote, wat waarschijnlijk elk van de drie mogelijke genotypen zal vormen? Om dit te doen, moeten we de kansen als volgt vermenigvuldigen:

Het kan je van dienst zijn: Quintana Roo Flora en Fauna

Genotype Aa: 0,6 x 0,6 = 0,36.

Genotype Aa: 0,6 x 0,4 = 0,24. In het geval van heterozygotus zijn er twee vormen waarin het kan worden geëindigd. De eerste, dat het sperma het allel draagt NAAR en de eicel het allel naar, of de omgekeerde behuizing, het sperma de naar en de eicel NAAR. Daarom voegen we 0,24 + 0,24 = 0,48 toe.

Genotype aa: 0,4 x 0,4 = 0,16.

Tweede generatie muizen

Laten we ons nu voorstellen dat deze zygoten zich ontwikkelen en volwassen muizen worden die opnieuw gameten zullen produceren, zouden we verwachten dat allelische frequenties gelijk of verschillend zijn dan de vorige generatie?

Het genotype Aa Het zal 36% van de gameten produceren, terwijl heterozygoten 48% van de gameten en genotype zullen produceren aa 16%.

Om de nieuwe allelfrequentie te berekenen, voegen we de frequentie van de homozygotus plus de helft van de heterozygote als volgt toe:

Allelfrequentie NAAR: 0,36 + ½ (0,48) = 0,6.

Allelfrequentie naar: 0,16 + ½ (0,48) = 0,4.

Als we ze vergelijken met de eerste frequenties, zullen we ons realiseren dat ze identiek zijn. Daarom, volgens het concept van evolutie, omdat er geen veranderingen zijn in allelische frequenties gedurende generaties, is de bevolking in evenwicht, niet evolueert.

Hardy-Weinberg Balans Assumptions

Welke voorwaarden moet de vorige bevolking voldoen, zodat hun allelische frequenties constant blijven met de passage van generaties? In het Hardy-Weinberg Balance-model voldoet de populatie die niet evolueert, de volgende veronderstellingen:

De bevolking is oneindig groot

- De populatie moet een extreem grote omvang hebben om de stochastische of willekeurige effecten van genafwijking te voorkomen.

- Wanneer populaties klein zijn, is het effect van genafdrijf (willekeurige veranderingen in allelische frequenties, van de ene generatie op de andere) vanwege de bemonsteringsfout veel groter en kan de fixatie of verlies van bepaalde allelen produceren.

Kan u van dienst zijn: externe bemesting

Er is geen genenstroom

- Migraties bestaan ​​niet in de bevolking, dus kunnen ze niet allelen bereiken of laten die genfrequenties kunnen veranderen.

Er zijn geen mutaties

- Mutaties zijn veranderingen in de DNA -sequentie en kunnen verschillende oorzaken hebben. Deze willekeurige veranderingen wijzigen de genverzameling in de populatie, door de introductie of eliminatie van genen in chromosomen.

Willekeurige paring

- De mix van de gameten moet willekeurig worden uitgevoerd -als de veronderstelling die we gebruiken in het voorbeeld van de muizen-. Daarom zou er geen keuze moeten zijn voor een paar onder de individuen van de bevolking, inclusief endogamie (reproductie van personen die verwant zijn).

- Wanneer de paring niet willekeurig is, veroorzaakt dit geen verandering in de allelische frequenties van een generatie naar de volgende, maar het kan afwijkingen van de verwachte genotypische frequenties genereren.

Er is geen selectie

- Er is geen differentiaal reproductief succes van personen met verschillende genotypen die de frequenties van allelen binnen de bevolking kunnen veranderen.

Met andere woorden, in de hypothetische populatie hebben alle genotypen dezelfde kans om te reproduceren en te overleven.

Wanneer een bevolking niet aan deze vijf voorwaarden voldoet, is het resultaat evolutie. Logisch gezien voldoen natuurlijke populaties niet aan deze veronderstellingen. Daarom wordt het Hardy-Weinberg-model gebruikt als een nulhypothese waarmee we geschatte schattingen van gen en allelische frequenties kunnen maken.

Naast het ontbreken van deze vijf voorwaarden zijn er andere mogelijke oorzaken waarvoor de bevolking niet in evenwicht is.

Een van deze gebeurt wanneer loci zijn gekoppeld aan fenomenen van seks of vervorming in segregatie of Meiotische drive (Wanneer elke kopie van een gen of chromosoom niet met gelijke waarschijnlijkheid wordt overgedragen aan de volgende generatie).

Referenties

1. Andrews, c. (2010). Het Hardy-Weinberg-principe. Kennis van natuureducatie.
2. Futuyma, D. J. (2005). Evolutie. Sinauer.
3. Soler, m. (2002). Evolutie: de basis van de biologie. South Project.