Częstość alleli i częstość genotypów

Częstość allelu to odsetek danego allelu wśród wszystkich alleli w danym locus w populacji, natomiast częstość genotypu to odsetek osobników posiadających określoną kombinację alleli. Łącznie obie te wielkości stanowią podstawowe miary opisowe składu genetycznego populacji oraz zmienne, na które działa każda siła ewolucyjna.

Definition

Częstość allelu to względny odsetek danego allelu wśród wszystkich kopii w danym locus w populacji; częstość genotypu to odsetek osobników w populacji noszących określony genotyp w tym locus.

Scope

Hasło definiuje obie miary częstości, opisuje sposób ich zliczania na podstawie danych genotypowych oraz wyjaśnia zależność między nimi przy losowym dobieraniu się par. Omawia również organizację danych o częstościach alleli w populacyjnych bazach referencyjnych. Jest to temat konceptualno-metodologiczny, niestanowiący wytycznych klinicznych.

Core questions

• Jak zlicza się częstości alleli na podstawie obserwowanych liczb genotypów?
• Jak są powiązane częstości alleli i genotypów przy losowym doborze?
• Jak populacyjne bazy referencyjne raportują częstości alleli i dlaczego różnią się one między populacjami?

Key concepts

• Częstość allelu
• Częstość genotypu
• Zliczanie alleli z genotypów
• Częstość allelu minorowego
• Polimorfizm a wariant rzadki
• Populacyjnie specyficzne częstości referencyjne

Mechanisms

Częstości alleli uzyskuje się, zliczając kopie alleli u wszystkich badanych osobników i dzieląc przez całkowitą liczbę kopii; dla locus biallelicznego suma obu częstości alleli wynosi jeden. Częstości genotypów to odsetki każdego genotypu wśród osobników. Przy losowym dobieraniu się par obie grupy liczb są powiązane zależnością Hardy'ego-Weinberga, tak że częstości genotypów można przewidzieć na podstawie częstości alleli, a częstości alleli w próbie można odtworzyć z liczby genotypów. Siły ewolucyjne zmieniają skład populacji właśnie poprzez zmianę tych częstości.

Clinical relevance

Populacyjne częstości alleli mają kluczowe znaczenie dla interpretacji wariantów genetycznych: wariant powszechny w dopasowanej populacji referencyjnej jest na ogół mniej prawdopodobną przyczyną rzadkiej choroby, a szacunki częstości nosicielstwa wywodzą się bezpośrednio z częstości alleli. Miary te opisują sposób katalogowania i ważenia wariantów jako dowodów; same w sobie nie stanowią podstawy do indywidualnej diagnostyki ani leczenia.

Epidemiology

Częstości alleli różnią się między populacjami ludzkimi w następstwie ich historii demograficznych, wobec czego duże katalogi, takie jak projekt 1000 Genomes, raportują częstości z podziałem na populacje, wspierając populacyjnie dopasowaną interpretację wariantów.

Evidence & guidelines

Populacyjne zasoby referencyjne, takie jak projekt 1000 Genomes, udostępniają dane o częstościach alleli w wielu populacjach, szeroko stosowane jako punkt odniesienia do oceny rzadkości wariantów genetycznych.

History

Zliczanie alleli i genotypów nabrało znaczenia, gdy dziedziczenie mendelowskie zostało ujęte w kategoriach populacyjnych na początku XX wieku. Zasada Hardy'ego-Weinberga explicite określiła zależność między częstościami genotypów a częstościami alleli, a późniejszy rozwój markerów molekularnych i ostatecznie wielkich konsorcjów sekwencjonowania przekształcił szacowanie częstości alleli w rutynowy pomiar w skali populacyjnej.

Key figures

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

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

Jaka jest różnica między częstością allelu a częstością genotypu?

Częstość allelu zlicza kopie allelu względem wszystkich alleli w danym locus, natomiast częstość genotypu zlicza osobniki noszące określoną kombinację alleli. Przy losowym doborze obie są powiązane zależnością Hardy'ego-Weinberga.

Dlaczego częstości alleli różnią się między populacjami?

Ponieważ populacje mają różne historie demograficzne — efekty założycielskie, wąskie gardła, dryfowanie, migracje i lokalne selekcje — kształtujące, które allele stały się powszechne lub rzadkie; dlatego właśnie bazy referencyjne raportują częstości oddzielnie dla poszczególnych populacji.