Честота на алелите и честота на генотипа

Честотата на алелите е делът на даден алел сред всички алели на даден локус в популацията, а честотата на генотипа е делът на индивидите, носещи определена комбинация от алели. Заедно тези две величини представляват основните описателни мерки за генетичния състав на популацията и са показателите, върху които действа всяка еволюционна сила.

Definition

Честотата на алелите е относителният дял на даден алел сред всички копия на дадения локус в популацията; честотата на генотипа е делът на индивидите в популацията, носещи определен генотип на този локус.

Scope

Статията дефинира двете честотни мерки, показва как се изчислява всяка от тях от данни за генотипите, и обяснява връзката между тях при случайно кръстосване. Отбелязва се и как данните за честотата на алелите се организират в популационни референтни бази данни. Представлява концептуална и методологична тема, а не клинични насоки.

Core questions

• Как се изчисляват честотите на алелите от наблюдаваните броеве на генотиповете?
• Как са свързани честотите на алелите и генотиповете при случайно кръстосване?
• Как популационните референтни бази данни отчитат честотите на алелите и защо те се различават между популациите?

Key concepts

• Честота на алелите
• Честота на генотипа
• Броене на алели от генотипове
• Честота на минорния алел
• Полиморфизъм срещу рядък вариант
• Популационно-специфични референтни честоти

Mechanisms

Честотите на алелите се получават чрез броене на алелните копия при всички изследвани индивиди и разделяне на общия брой копия; при двуалелен локус двете честоти на алелите се сумират до едно. Честотите на генотипите представляват пропорциите на всеки генотип сред индивидите. При случайно кръстосване двата набора числа са свързани чрез закона на Hardy-Weinberg, така че честотите на генотипите могат да бъдат предсказани от честотите на алелите, а честотите на алелите в дадена извадка могат да бъдат изведени от броя на генотиповете в нея. Еволюционните сили изменят генетичния състав на популацията именно чрез промяна на тези честоти.

Clinical relevance

Популационните честоти на алелите са от централно значение за интерпретацията на генетичните варианти: вариант, който е разпространен в съответната референтна популация, обикновено е по-малко вероятно да е причина за рядко заболяване, а оценките за честотата на носителите се извличат пряко от честотите на алелите. Тези мерки описват как вариантите се каталогизират и оценяват като доказателства; те сами по себе си не представляват основа за индивидуална диагностика или лечение.

Epidemiology

Честотите на алелите варират сред човешките популации вследствие на различните им демографски истории, поради което обширни каталози като Проекта 1000 Генома отчитат честотите стратифицирано по популации, за да подпомогнат популационно-съответстващата интерпретация на вариантите.

Evidence & guidelines

Популационните референтни ресурси като Проекта 1000 Генома предоставят данни за честотите на алелите в множество популации, широко използвани като базова линия за оценка на рядкостта на генетичните варианти.

History

Броенето на алели и генотипове придобива смисъл, след като менделианското унаследяване е формулирано в популационни термини в началото на XX век. Принципът на Hardy-Weinberg изрично установява как честотите на генотипите се свързват с честотите на алелите, а последващото развитие на молекулярните маркери и, в крайна сметка, на мащабни секвениращи консорциуми превръща оценката на честотата на алелите в рутинно, популационно-мащабно измерване.

Key figures

• G. H. Hardy
• Wilhelm Weinberg
• Sewall Wright

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

Каква е разликата между честота на алелите и честота на генотипа?

Честотата на алелите брои копията на даден алел спрямо всички алели на даден локус, докато честотата на генотипа брои индивидите, носещи определена алелна комбинация. При случайно кръстосване двете са свързани чрез закона на Hardy-Weinberg.

Защо честотите на алелите се различават между популациите?

Тъй като популациите имат различни демографски истории — ефекти на основателя, демографски тесни места (ефект на гърловина), дрейф, миграция и локален отбор — определящи кои алели са станали разпространени или редки, именно поради което референтните бази данни отчитат честотите отделно по популации.