Når motivet er udvikling og populationsgenetik, kan vi ikke undlade at nævne Hardy-Weinberg-princippet, også kendt som Hardy-Weinberg ligevægt. Princippet blev oprettet i 1908 af matematikeren Godfrey Hardy og lægen Wilhelm Weinberg hvis de evolutionære faktorer, såsom naturlig selektion, mutation, migration og genetisk svingning, ikke handle på en given population, genfrekvenser og genotypiske proportioner forbliver konstante. Dette betyder, at hvis der for eksempel er B- og b-alleler i en befolkning, ændrer de ikke deres satser i lang tid. Disse satser ville kun blive ændret, hvis der opstod evolutionære mekanismer.
For at demonstrere Hardy-Weinberg-princippet skal en befolkning overholde nogle forudsætninger. Først skal det være ret stor og præsentere samme antal mænd og kvinder. Et andet vigtigt punkt er, at alt par skal være lige så frugtbare og i stand til at producere samme antal hvalpe. Alle kryds skal forekomme tilfældigt. Endelig kan mutationer ikke forekomme i denne population, den kan ikke gennemgå naturlig selektion, og genstrømning kan ikke forekomme. Det er derfor klart, at kun en teoretisk befolkning kan opfylde dette princip.
Vi kan konkludere, at Hardy-Weinberg-princippet kan bruges som en indikation på, at en given befolkning har udviklet sig. Dette kan gøres ved at analysere frekvensen af alleler. Hvis frekvensen ændres, er det et tegn på, at evolutionære faktorer handlede der.
Beregning af hyppigheden af gener og genotyper i en population i Hardy-Weinberg-ligevægt er ret enkel. Antag, at allel B, som vil blive repræsenteret af p, og allel b, som vil blive repræsenteret af q, findes i en population. Summen af hyppigheden af disse to alleler skal være lig med 100%, derfor:
p + q = 1
Fortsat med denne population som et eksempel, har vi følgende genotyper: BB, Bb og bb. For at et individ skal være BB, skal han arve en B-allel fra faderen og en B-allel fra moderen, så hyppigheden af denne genotype er p.2. Ligeledes er hyppigheden af bb q2. Frekvensen af Bb er 2pq, da individet kan modtage B-allelen fra faderen eller moderen og b-allelen på samme måde. Derfor har vi følgende genotypefrekvenser:
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
F (BB) = s2
F (Bb) = 2pq
F (bb) = q2
Nedenfor er et eksempel på et spørgsmål, der behandler dette emne:
(Fuvest) I en befolkning på 100 mennesker er 36 påvirket af en genetisk sygdom, der er betinget af et par autosomale recessive arvelalleler.
Det) Udtryk i decimalfraktioner hyppigheden af dominerende og recessive gener.
B) Hvor mange individer er homozygote?
ç) Antag, at krydsningerne forekommer tilfældigt i denne population, hvilket i gennemsnit resulterer i et lige antal afkom. Overvej også, at den pågældende egenskab ikke ændrer individets adaptive værdi. Under disse forhold, hvad vil den forventede procentdel af individer med den dominerende fænotype være i den næste generation?
Retfærdiggør dine svar ved at vise, hvordan du nåede frem til de numeriske resultater.
Løsning:
Det) Hvis en befolkning har 100 mennesker og 36 er ramt af en autosomal recessiv sygdom, har vi 36% ramt eller 0,36. 0,36 svarer til q2. Så q er lig med 0,6. Da p + q = 1, har vi, at p er lig med 0,4.
B) Homozygote individer er individer med AA- og aa-genotypen. Derfor har vi:
F (AA) + F (aa) = (0,6)2+ (0,4)2
F (AA) + F (aa) = 0,36 +0,16 = 0,52 eller 52 individer.
ç) Personer med en dominerende fænotype er dem med Aa og Aa genotyper. Overholdelse af Hardy-Weinberg-princippet skal frekvensen af alleler forblive konstant. Således vil hyppigheden af genotyper være den samme i den efterfølgende generation. Derfor har vi:
F (AA) + F (Aa) = p2+ 2 fordi
F (AA) + F (Aa) = (0,4)2 + 2(0,4.0,6) = 0,64
Af Ma Vanessa dos Santos