Hardy-Weinberg et fréquences alléliques

Le principe de Hardy-Weinberg stipule qu'en l'absence de forces évolutives, les fréquences alléliques et génotypiques restent constantes d'une génération à l'autre, fournissant ainsi à la génétique des populations son modèle nul fondamental.

Definition

Le principe de Hardy-Weinberg prédit que, dans une grande population à accouplement aléatoire sans sélection, mutation, migration ou dérive, les fréquences alléliques restent constantes et les fréquences génotypiques suivent l'expansion p-carré, 2pq et q-carré pour deux allèles. Les écarts par rapport à ces attentes indiquent qu'une ou plusieurs forces évolutives sont à l'œuvre.

Scope

Ce sujet aborde l'équilibre de Hardy-Weinberg et ses hypothèses, la relation entre les fréquences alléliques et génotypiques, l'utilisation des proportions d'équilibre attendues pour détecter l'accouplement non aléatoire et la sélection, ainsi que les équations de récurrence qui suivent les changements de fréquence allélique sous l'influence de chaque force évolutive.

Core questions

• Quelles hypothèses doivent être vérifiées pour qu'une population soit en équilibre de Hardy-Weinberg ?
• Comment les fréquences génotypiques sont-elles prédites à partir des fréquences alléliques à l'équilibre ?
• Que révèlent les déviations par rapport aux proportions de Hardy-Weinberg sur une population ?
• Comment les équations de récurrence décrivent-elles le changement de fréquence allélique sous l'effet de la sélection, de la dérive, de la mutation et de la migration ?

Key theories

Équilibre de Hardy-Weinberg

En l'absence de forces perturbatrices, la reproduction sexuelle seule ne modifie pas les fréquences alléliques, et les fréquences génotypiques atteignent des proportions d'équilibre prévisibles en une seule génération d'accouplement aléatoire.

Mechanisms

En cas d'accouplement aléatoire, les fréquences gamétiques sont égales aux fréquences alléliques, de sorte que les fréquences génotypiques sont obtenues en développant le binôme des fréquences alléliques, atteignant l'équilibre en une génération pour un locus autosomique. L'équilibre est perturbé par toute force évolutive : la sélection modifie les fréquences alléliques en fonction des différences de fitness (valeur sélective), la dérive introduit un changement aléatoire mis à l'échelle par la taille effective de la population, la mutation et la migration ajoutent de nouveaux allèles, et l'accouplement non aléatoire modifie les proportions génotypiques sans nécessairement changer les fréquences alléliques. La comparaison des fréquences génotypiques observées et attendues fournit un test pour ces écarts.

Clinical relevance

Les attentes de Hardy-Weinberg sont utilisées en génétique médicale et forensique pour estimer les fréquences des porteurs de troubles récessifs, pour vérifier la qualité des données de génotypage dans les études d'association et pour calculer la rareté des profils d'ADN.

History

Le principe a été dérivé indépendamment par le mathématicien G. H. Hardy et le médecin Wilhelm Weinberg en 1908, résolvant une objection précoce selon laquelle les allèles dominants se propageraient inévitablement. Il est devenu le modèle nul fondamental de la génétique des populations dans la synthèse moderne.

Key figures

• G. H. Hardy
• Wilhelm Weinberg

Seminal works

• hartlClark2007
• saetreRavinet2019
• futuyma2017

Frequently asked questions

L'équilibre de Hardy-Weinberg signifie-t-il qu'une population n'évolue pas ?

Cela signifie qu'au locus examiné, aucune force évolutive ne modifie de manière détectable les fréquences alléliques ; une population peut être en équilibre pour certains loci tout en évoluant pour d'autres.

À quelle vitesse l'équilibre de Hardy-Weinberg est-il atteint ?

Pour un seul locus autosomique sous accouplement aléatoire, les fréquences génotypiques atteignent les proportions d'équilibre en une seule génération.