Když je předmět vývoj a populační genetika, nemůžeme opomenout Hardy-Weinbergův princip, také známý jako Hardy-Weinbergův rovnovážný zákon. Princip vytvořil v roce 1908 matematik Godfrey Hardy a lékař Wilhelm Weinberg. Princip to zdůrazňuje pokud evoluční faktory, jako např přírodní výběr, mutace, migrace a genetická oscilace, nepůsobí na danou populaci, frekvence genů a genotypové proporce zůstanou konstantní. To znamená, že pokud jsou v populaci například alely B a b, nemění své sazby po dlouhou dobu. Tyto sazby by se změnily, pouze pokud by došlo k evolučním mechanismům.
K prokázání Hardyho-Weinbergova principu musí populace vyhovovat nějakým předpokladům. Nejprve to musí být docela velký a představte stejný počet mužů a žen. Dalším důležitým bodem je vše páry musí být stejně plodné a schopný vyrábět stejný počet štěňat. Všechny kříže musí nastat náhodně. Konečně v této populaci nemůže dojít k mutacím, nemůže podstoupit přirozený výběr a nemůže dojít k toku genů. Je tedy zřejmé, že tento princip může uspokojit pouze teoretická populace.
Můžeme dojít k závěru, že Hardy-Weinbergův princip lze použít jako indicii, že se daná populace vyvinula. Toho lze dosáhnout analýzou frekvence alel. Pokud se frekvence změní, je to známkou toho, že tam působily evoluční faktory.
Výpočet frekvence genů a genotypů v populaci v Hardy-Weinbergově rovnováze je poměrně jednoduchý. Předpokládejme, že v populaci existuje alela B, která bude představována p, a alela b, která bude představována q. Součet frekvence těchto dvou alel se musí rovnat 100%, proto:
p + q = 1
Pokračováním této populace jako příkladu máme následující genotypy: BB, Bb a bb. Aby jedinec byl BB, musí zdědit alelu B od otce a alelu B od matky, takže frekvence tohoto genotypu je p.2. Podobně je frekvence bb q2. Frekvence Bb je 2pq, protože jedinec může přijímat alelu B od otce nebo matky a alelu b stejným způsobem. Proto máme následující frekvence genotypů:
F (BB) = str2
F (Bb) = 2pq
F (bb) = q2
Níže je uveden příklad otázky, která se věnuje tomuto tématu:
(Fuvest) V populaci 100 lidí je 36 postiženo genetickým onemocněním podmíněným dvojicí alel autozomálně recesivní dědičnosti.
The) Vyjádřete v desetinných zlomcích frekvenci dominantních a recesivních genů.
B) Kolik jedinců je homozygotů?
C) Předpokládejme, že v této populaci se křížení vyskytují náhodně, což má v průměru za následek stejný počet potomků. Zvažte také, že dotčená vlastnost nemění adaptivní hodnotu jednotlivců. Jaké bude za těchto podmínek očekávané procento jedinců s dominantním fenotypem v příští generaci?
Zdůvodněte své odpovědi tím, že ukážete, jak jste se dostali k číselným výsledkům.
Řešení:
The) Pokud má populace 100 lidí a 36 je postiženo autozomálně recesivním onemocněním, máme 36% postižených, tedy 0,36. 0,36 odpovídá q2. Takže q se rovná 0,6. Protože p + q = 1, máme, že p se rovná 0,4.
B) Homozygotní jedinci jsou jedinci s genotypem AA a aa. Proto máme:
F (AA) + F (aa) = (0,6)2+ (0,4)2
F (AA) + F (aa) = 0,36 + 0,16 = 0,52 nebo 52 jedinců.
C) Jedinci s dominantním fenotypem jsou jedinci s genotypy Aa a Aa. Při dodržení Hardy-Weinbergova principu musí frekvence alel zůstat konstantní. Četnost genotypů bude tedy v následující generaci stejná. Proto máme:
F (AA) + F (Aa) = str2+ 2 protože
F (AA) + F (Aa) = (0,4)2 + 2(0,4.0,6) = 0,64
Autor: Vanessa dos Santos
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/principio-hardy-weinberg.htm
