Hardy-Weinberg Genetik Denge Kanunu ve Önemi

Hardy-Weinberg Genetik Denge Kanunu ve Önemi

Popülasyon genetiğindeki bu temel fikir, 1908 yılında İngiliz GH Hardy (bir matematikçi) ve Alman W. Weinberg tarafından aynı anda önerildi. Hardy-Weinberg yasası olarak bilinir.

Yasa, popülasyon genetiğinin ve modern evrim teorisinin temelini oluşturur. Yasa, hem gen (alel) frekanslarının hem de genotip frekanslarının, çiftleşmenin rastgele olduğu ve seçim, göç veya mutasyonun meydana gelmediği sonsuz büyük bir melezleşen popülasyonda, nesilden nesile sabit kalacağını belirtir.

Bir popülasyonun başlangıçta dengesiz olması durumunda, bir nesil rastgele çiftleşme, onu genetik dengeye getirmek için yeterlidir ve bundan sonra popülasyon, Hardy-Weinberg durumu devam ettiği sürece dengede kalacaktır (gametik ve zigotik frekanslarda değişmeden).

Hardy-Weinberg kanunu, tam olarak elde edilmesi için aşağıdaki genetik dengeye bağlıdır.

1. Nüfus sonsuzdur ve rastgele eşleşir.

2. Seçim etkin değil.

3. Allellerde mutasyon etkin değildir.

4. Nüfus kapalı, yani göç veya göç oluşmuyor.

5. Meiosis normaldir, böylece şans gametogenezde etkili olan tek faktördür.

Yasa, bir nüfusun hiçbir evrimsel değişim geçirmediği teorik bir durumu tarif eder. Evrimsel güçlerin olmaması durumunda; nüfus büyük; bireyleri rastgele eşleşmeye sahiptir, her ebeveyn kabaca eşit sayıda gamet üretir ve eşleşen ebeveynler tarafından üretilen gametler rastgele birleşir ve gen frekansı sabit kalır; Daha sonra söz konusu genlerin genetik dengesi korunmakta ve popülasyonda mevcut değişkenlik korunmaktadır.

Diyelim ki gen (allel) A ve bir ile lokus üzerinde bir paniktik popülasyon varsa, o zaman gen A ile olan gametlerin frekansı, A geninin frekansıyla aynı olacak ve benzer şekilde a ile olan gametlerin frekansına eşit olacaktır. Gen Bu popülasyondaki farklı genlerin sayısal oranının şu şekilde olduğunu varsayalım:

AA-% 36

Aa -% 48

aa% -16

AA bireyleri toplam popülasyonun% 36'sını oluşturduğundan, popülasyonda oluşturulan tüm gametlerin yaklaşık% 36'sına katkıda bulunacaktır. Bu gametler A genine sahip olacaklar. Benzer şekilde, bir birey tüm gametlerin% 16'sını üretecektir. Fakat Aa bireylerinden gelen gametler iki tipte olacaktır, yani A geni ve kabaca eşit oranda gen. Bunlar toplam nüfusun% 48'ini oluşturdukları için, % 48 gamete katkıda bulunacaklar, ancak% 24'ünde gen A, diğer% 24'ünde gen var. Dolayısıyla, gametlerin toplam çıktısı şöyle olacaktır:

A geninin frekansı p ile temsil edilirse ve a geninin frekansı q ile temsil edilirse ve gametlerin denge durumunda rastgele bir alel A kurak a ile eşleşmesi durumunda, popülasyon A ve a genlerinin aşağıdaki frekanslarını içerecektir., nesilden nesile.

AA + 2Aa + aa genotipi

p ² + 2pq + q ² geni (alel) frekansı

Yukarıdaki sonuçlar olasılık teorisine dayanarak açıklanabilir. Büyük boyutlu bir popülasyonda, A genini her iki ebeveynden alma olasılığı pxp = p2 olacaktır, benzer şekilde, gen a için qxq = q2 olacaktır ve heterozigoz olma olasılığı pq + pq = 2pq olacaktır. Gen (alel) frekansı ile genotip frekansı arasındaki ilişki olarak ifade edilebilir.

p ²⁺ 2pq + q2 = 1 veya (p + q) ² = 1

Bu Hardy-Weinberg formülü veya binom ifadesi olarak bilinir. Eğer allellerden birinin frekansı (örneğin, p) biliniyorsa, diğer allellerin frekansı (q = 1-p) ve homozigos genotiplerin (p2 ve q2) frekansları ve bunun yanı sıra heterozigoz genotip (2pq) hesaplanabilir. Veya, popülasyondaki homozigot resesif bireylerin sıklığı (a / a veya q2) bilinirse, o zaman bir alel (q) ve A alel (p veya 1-q) frekansları hesaplanabilir. Daha sonra şimdiki ve sonraki nesillerde genotipik frekansları tahmin etmek mümkündür. Hardy ve Weinberg tarafından önerilen bu binom ifadesinden, büyük rastgele eşleşen bir popülasyonda, sadece gen frekanslarının değil, aynı zamanda genotip frekanslarının da sabit kalacağı açıktır.

Hardy-Weinberg Yasasının Belirgin Özellikleri:

1. Bir popülasyondaki her genin veya allelin gen ve genotip frekansları, üretimden sonra bir denge oluşumunda kalır.

2. Bir popülasyonda, çiftleşme tamamen rastgele bir olgudur.

3. Gendeki denge ve genotip frekansları sadece büyük ölçekli popülasyonlarda meydana gelir. Küçük bir popülasyonda, gen frekansları tahmin edilemez olabilir.

4. Popülasyondaki tüm genotipler eşit derecede başarılı bir şekilde çoğalır.

5. Belirli aleller ne bir popülasyondan diferansiyel olarak eklenecek ne de diferansiyel olarak çıkarılmayacaktır.

Hardy-Weinberg Yasasının Önemi:

Kanun öncelikle önemlidir çünkü evrimin olmadığı durumu tanımlar ve evrimsel değişimi ölçmek için teorik bir temel sağlar. Denge eğilimi, geçmişte elde edilmiş kazanımların korunmasına ve ayrıca çok hızlı değişikliklerin önlenmesine yardımcı olur; Başka bir deyişle, popülasyona genetik stabilite verilmesi.

Hardy-Weinberg denklemi, doğal popülasyonda bulunmayan koşulları tanımlar. Hardy-Weinberg ilkesinin ve denkleminin işlevi deneysel bir kontrol işlevidir; eğer gen havuzunu değiştirecek bir şey yoksa, allel ve genotipik frekansların ne olması gerektiğinin bir tahmini. Bu nedenle, eğer q 0, 40 olarak biliniyorsa, bir sonraki nesildeki q2 0, 16 olmalıdır.

Bunun yerine 0.02 ise, gen havuzunda bir değişiklik meydana geldiğini, bu değişimin büyüklüğünü ve bunun neden olduğunu biliyoruz: mutasyonlar, genetik sürüklenme, gen akışı, iddialı çiftleşme veya doğal seleksiyon. Daha sonra, beş değişim ajanından hangisinin alelik ve genotipik frekanslardaki değişime en çok katkıda bulunduğunu test etmek için deneyler tasarlayabiliriz.