Keď je predmetom vývoj a populačnú genetiku, nemôžeme nespomenúť Hardy-Weinbergov princíp, taktiež známy ako Hardy-Weinbergov zákon rovnováhy. Princíp, ktorý vytvoril v roku 1908 matematik Godfrey Hardy a lekár Wilhelm Weinberg, zdôrazňuje ak vývojové faktory, ako napr prirodzený výber, mutácia, migrácia a genetická oscilácia, nepôsobia na danú populáciu, frekvencie génov a genotypové proporcie zostanú konštantné. To znamená, že ak sú v populácii napríklad alely B a b, nemenia svoje sadzby dlhšiu dobu. Tieto sadzby by sa zmenili, iba ak by došlo k vývojovým mechanizmom.
Na demonštráciu Hardyho-Weinbergovho princípu musí byť populácia v súlade s určitými predpokladmi. Najprv to musí byť dosť veľký a predložiť rovnaký počet mužov a žien. Ďalším dôležitým bodom je všetko páry musia byť rovnako plodné a schopný vyrábať rovnaký počet šteniat. Všetko kríže sa musia vyskytnúť náhodne. Napokon v tejto populácii nemôžu vzniknúť mutácie, nemôže podstúpiť prirodzený výber a nemôže dôjsť k toku génov. Je preto zrejmé, že tento princíp môže uspokojiť iba teoretická populácia.
Môžeme dospieť k záveru, že Hardy-Weinbergov princíp možno použiť ako indikátor toho, že sa daná populácia vyvinula. To sa dá urobiť analýzou frekvencie alel. Ak sa frekvencia zmení, je to znak, že tam pôsobili evolučné faktory.
Výpočet frekvencie génov a genotypov v populácii v Hardyho-Weinbergovej rovnováhe je dosť jednoduchý. Predpokladajme, že v populácii existuje alela B, ktorá bude predstavovaná p, a alela b, ktorá bude predstavovaná q. Súčet frekvencie týchto dvoch alel sa musí rovnať 100%, preto:
p + q = 1
Pokračovaním tejto populácie ako príkladu máme nasledujúce genotypy: BB, Bb a bb. Aby jednotlivec bol BB, musí zdediť alelu B po otcovi a alelu B po matke, takže frekvencia tohto genotypu je p.2. Rovnako tak frekvencia bb je q2. Frekvencia Bb je 2pq, pretože jednotlivec môže prijímať alelu B od otca alebo matky a alelu b rovnakým spôsobom. Preto máme nasledujúce frekvencie genotypov:
F (BB) = str2
F (Bb) = 2pq
F (bb) = q2
Ďalej uvádzame príklad otázky, ktorá sa venuje tejto téme:
(Fuvest) V populácii 100 ľudí je 36 postihnutých genetickým ochorením podmieneným dvojicou alel autozomálne recesívneho dedičstva.
) Vyjadrujte v desatinných zlomkoch frekvenciu dominantných a recesívnych génov.
B) Koľko jedincov je homozygotov?
ç) Predpokladajme, že v tejto populácii sa kríženia vyskytujú náhodne, čo vedie v priemere k rovnakému počtu potomkov. Zvážte tiež, že príslušná charakteristika nemení adaptačnú hodnotu jednotlivcov. Aké bude za týchto podmienok očakávané percento jedincov s dominantným fenotypom v nasledujúcej generácii?
Svoje odpovede zdôvodnite tým, že ukážete, ako ste sa dostali k číselným výsledkom.
Rozhodnutie:
) Ak má populácia 100 ľudí a 36 je postihnutých autozomálne recesívnym ochorením, máme postihnutých 36%, čo je 0,36. 0,36 zodpovedá q2. Takže q sa rovná 0,6. Pretože p + q = 1, máme to, že p sa rovná 0,4.
B) Homozygotní jedinci sú jedinci s genotypom AA a aa. Preto máme:
F (AA) + F (aa) = (0,6)2+ (0,4)2
F (AA) + F (aa) = 0,36 + 0,16 = 0,52 alebo 52 jedincov.
ç) Jednotlivci s dominantným fenotypom sú jedinci s genotypmi Aa a Aa. Pri dodržaní Hardyho-Weinbergovho princípu musí frekvencia alel zostať konštantná. Frekvencia genotypov bude teda v nasledujúcej generácii rovnaká. Preto máme:
F (AA) + F (Aa) = str2+ 2 pretože
F (AA) + F (Aa) = (0,4)2 + 2(0,4.0,6) = 0,64
Autor: Vanessa dos Santos
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/principio-hardy-weinberg.htm