Allel- und Genotypfrequenz

Die Allelfrequenz ist der Anteil eines bestimmten Allels an allen Allelen an einem Locus in einer Population, und die Genotypfrequenz ist der Anteil von Individuen, die eine bestimmte Allelkombination tragen. Zusammen sind diese beiden Größen die grundlegenden deskriptiven Maße der genetischen Zusammensetzung einer Population und die Variablen, auf die jede evolutionäre Kraft einwirkt.

Definition

Die Allelfrequenz ist der relative Anteil eines gegebenen Allels an allen Kopien an einem Locus in einer Population; die Genotypfrequenz ist der Anteil von Individuen in der Population, die einen bestimmten Genotyp an diesem Locus tragen.

Scope

Der Eintrag definiert die beiden Frequenzmaße, zeigt, wie jedes aus Genotypdaten gezählt wird, und erklärt die Beziehung zwischen ihnen unter zufälliger Paarung. Er weist auch darauf hin, wie Allelfrequenzdaten in Populationsreferenzdatenbanken organisiert sind. Es handelt sich um ein konzeptionelles und methodisches Thema, nicht um eine klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie werden Allelfrequenzen aus beobachteten Genotypzählungen ermittelt?
• Wie hängen Allel- und Genotypfrequenzen unter zufälliger Paarung zusammen?
• Wie berichten Populationsreferenzdatenbanken Allelfrequenzen, und warum unterscheiden sie sich zwischen Populationen?

Key concepts

• Allelfrequenz
• Genotypfrequenz
• Allelzählung aus Genotypen
• Minor-Allel-Frequenz
• Polymorphismus versus seltene Variante
• Populationsspezifische Referenzfrequenzen

Mechanisms

Allelfrequenzen werden durch Zählen der Allelkopien bei allen beprobten Individuen und Division durch die Gesamtzahl der Kopien erhalten; für einen biallelischen Locus summieren sich die beiden Allelfrequenzen zu eins. Genotypfrequenzen sind die Anteile jedes Genotyps unter den Individuen. Unter zufälliger Paarung sind diese beiden Zahlensätze durch die Hardy-Weinberg-Beziehung miteinander verbunden, so dass Genotypfrequenzen aus Allelfrequenzen vorhergesagt werden können und die Allelfrequenzen einer Stichprobe aus ihren Genotypzählungen wiederhergestellt werden können. Evolutionäre Kräfte verändern die Zusammensetzung einer Population präzise, indem sie diese Frequenzen ändern.

Clinical relevance

Populationsallelfrequenzen sind zentral für die Interpretation genetischer Varianten: Eine Variante, die in einer passenden Referenzpopulation häufig ist, ist im Allgemeinen weniger wahrscheinlich die Ursache einer seltenen Krankheit, und Schätzungen der Trägerfrequenz leiten sich direkt von Allelfrequenzen ab. Diese Maße beschreiben, wie Variation katalogisiert und als Evidenz gewichtet wird; sie sind an sich keine Grundlage für individuelle Diagnose oder Behandlung.

Epidemiology

Allelfrequenzen variieren zwischen menschlichen Populationen aufgrund ihrer demografischen Geschichte, daher berichten große Kataloge wie das 1000 Genomes Project Frequenzen, die nach Populationen stratifiziert sind, um eine populationsangepasste Interpretation der Variation zu unterstützen.

Evidence & guidelines

Populationsreferenzressourcen wie das 1000 Genomes Project liefern Allelfrequenzdaten über viele Populationen hinweg, die weithin als Basis für die Bewertung der Seltenheit genetischer Varianten verwendet werden.

History

Das Zählen von Allelen und Genotypen wurde bedeutsam, als die Mendelschen Vererbungsregeln im frühen 20. Jahrhundert in Populationsbegriffe gefasst wurden. Das Hardy-Weinberg-Prinzip machte explizit, wie Genotypfrequenzen mit Allelfrequenzen zusammenhängen, und die spätere Entwicklung molekularer Marker und schließlich großer Sequenzierungskonsortien machte die Allelfrequenzschätzung zu einer routinemäßigen, populationsweiten Messung.

Key figures

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

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen Allelfrequenz und Genotypfrequenz?

Die Allelfrequenz zählt Kopien eines Allels relativ zu allen Allelen an einem Locus, während die Genotypfrequenz Individuen zählt, die eine bestimmte Allelkombination tragen. Unter zufälliger Paarung sind die beiden durch die Hardy-Weinberg-Beziehung miteinander verbunden.

Warum unterscheiden sich Allelfrequenzen zwischen Populationen?

Weil Populationen unterschiedliche demografische Geschichten haben – Gründereffekte, Flaschenhälse, Drift, Migration und lokale Selektion –, die prägen, welche Allele häufig oder selten wurden, weshalb Referenzdatenbanken Frequenzen separat nach Populationen berichten.