Hardy-Weinberg dan Frekuensi Alel

Prinsip Hardy-Weinberg menyatakan bahawa, tanpa daya evolusi, frekuensi alel dan genotip kekal malar merentasi generasi, memberikan genetik populasi model nol asasnya.

Definition

Prinsip Hardy-Weinberg meramalkan bahawa, dalam populasi besar yang mengawan secara rawak tanpa pemilihan, mutasi, migrasi, atau hanyutan, frekuensi alel kekal malar dan frekuensi genotip mengikut pengembangan p-kuasa dua, 2pq, dan q-kuasa dua untuk dua alel. Penyimpangan daripada jangkaan ini menunjukkan bahawa satu atau lebih daya evolusi sedang berlaku.

Scope

Topik ini merangkumi keseimbangan Hardy-Weinberg dan andaiannya, hubungan antara frekuensi alel dan genotip, penggunaan perkadaran keseimbangan yang dijangkakan untuk mengesan pengawanan tidak rawak dan pemilihan, serta persamaan rekursi yang menjejaki perubahan frekuensi alel di bawah setiap daya evolusi.

Core questions

• Apakah andaian yang mesti dipenuhi agar populasi berada dalam keseimbangan Hardy-Weinberg?
• Bagaimanakah frekuensi genotip diramalkan daripada frekuensi alel pada keseimbangan?
• Apakah yang didedahkan oleh penyimpangan daripada perkadaran Hardy-Weinberg tentang populasi?
• Bagaimanakah persamaan rekursi menerangkan perubahan frekuensi alel di bawah pemilihan, hanyutan, mutasi, dan migrasi?

Key theories

Keseimbangan Hardy-Weinberg

Tanpa daya pengganggu, pembiakan seks sahaja tidak mengubah frekuensi alel, dan frekuensi genotip mencapai perkadaran keseimbangan yang boleh diramal dalam satu generasi pengawanan rawak.

Mechanisms

Di bawah pengawanan rawak, frekuensi gamet sama dengan frekuensi alel, jadi frekuensi genotip diperoleh dengan mengembangkan binomial frekuensi alel, mencapai keseimbangan dalam satu generasi untuk lokus autosomal. Keseimbangan diganggu oleh sebarang daya evolusi: pemilihan mengubah frekuensi alel mengikut perbezaan kecergasan, hanyutan memperkenalkan perubahan rawak yang diskalakan oleh saiz populasi berkesan, mutasi dan migrasi menambah alel baharu, dan pengawanan tidak rawak mengubah perkadaran genotip tanpa semestinya mengubah frekuensi alel. Membandingkan frekuensi genotip yang diperhatikan dengan yang dijangkakan menyediakan ujian untuk penyimpangan ini.

Clinical relevance

Jangkaan Hardy-Weinberg digunakan dalam genetik perubatan dan forensik untuk menganggarkan frekuensi pembawa untuk gangguan resesif, untuk memeriksa kualiti data genotip dalam kajian persatuan, dan untuk mengira kelangkaan profil DNA.

History

Prinsip ini diterbitkan secara bebas oleh ahli matematik G. H. Hardy dan doktor Wilhelm Weinberg pada tahun 1908, menyelesaikan bantahan awal bahawa alel dominan pasti akan merebak. Ia menjadi model nol asas genetik populasi dalam sintesis moden.

Key figures

• G. H. Hardy
• Wilhelm Weinberg

Seminal works

• hartlClark2007
• saetreRavinet2019
• futuyma2017

Frequently asked questions

Adakah keseimbangan Hardy-Weinberg bermakna populasi tidak berevolusi?

Ini bermakna bahawa, pada lokus yang diperiksa, tiada daya evolusi yang dapat dikesan mengubah frekuensi alel; populasi boleh berada dalam keseimbangan untuk beberapa lokus sementara berevolusi pada lokus lain.

Seberapa cepat keseimbangan Hardy-Weinberg dicapai?

Untuk lokus autosomal tunggal di bawah pengawanan rawak, frekuensi genotip mencapai perkadaran keseimbangan dalam satu generasi.