Частота аллелей и частота генотипов

Частота аллелей — это доля конкретного аллеля среди всех аллелей в локусе в популяции, а частота генотипов — это доля особей, несущих определенную комбинацию аллелей. Вместе эти две величины являются основными описательными мерами генетического состава популяции и переменными, на которые воздействует каждая эволюционная сила.

Definition

Частота аллелей — это относительная доля данного аллеля среди всех копий в локусе в популяции; частота генотипов — это доля особей в популяции, которые несут определенный генотип в этом локусе.

Scope

Статья определяет две меры частоты, показывает, как каждая из них рассчитывается на основе данных о генотипах, и объясняет взаимосвязь между ними при случайном скрещивании. В ней также отмечается, как данные о частоте аллелей организованы в популяционных референсных базах данных. Это концептуальная и методологическая тема, а не клиническое руководство.

Core questions

• Как частоты аллелей рассчитываются на основе наблюдаемых подсчетов генотипов?
• Как частоты аллелей и генотипов связаны при случайном скрещивании?
• Как популяционные референсные базы данных сообщают частоты аллелей и почему они различаются между популяциями?

Key concepts

• Частота аллелей
• Частота генотипов
• Подсчет аллелей по генотипам
• Частота минорного аллеля
• Полиморфизм против редкого варианта
• Популяционно-специфические референсные частоты

Mechanisms

Частоты аллелей получают путем подсчета копий аллелей у всех исследованных особей и деления на общее количество копий; для биаллельного локуса сумма частот двух аллелей равна единице. Частоты генотипов — это доли каждого генотипа среди особей. При случайном скрещивании эти два набора чисел связаны соотношением Харди-Вайнберга, так что частоты генотипов могут быть предсказаны по частотам аллелей, а частоты аллелей в выборке могут быть восстановлены по подсчетам генотипов. Эволюционные силы изменяют состав популяции именно путем изменения этих частот.

Clinical relevance

Популяционные частоты аллелей имеют центральное значение для интерпретации генетических вариантов: вариант, который является распространенным в соответствующей референсной популяции, как правило, с меньшей вероятностью является причиной редкого заболевания, а оценки частоты носительства непосредственно выводятся из частот аллелей. Эти меры описывают, как вариации каталогизируются и взвешиваются в качестве доказательств; сами по себе они не являются основой для индивидуальной диагностики или лечения.

Epidemiology

Частоты аллелей варьируются среди человеческих популяций в результате их демографической истории, поэтому крупные каталоги, такие как проект «1000 геномов», сообщают частоты, стратифицированные по популяциям, для поддержки популяционно-согласованной интерпретации вариаций.

Evidence & guidelines

Популяционные референсные ресурсы, такие как проект «1000 геномов», предоставляют данные о частоте аллелей для многих популяций, которые широко используются в качестве базового уровня для оценки редкости генетических вариантов.

History

Подсчет аллелей и генотипов стал осмысленным, когда менделевское наследование было сформулировано в популяционных терминах в начале двадцатого века. Принцип Харди-Вайнберга явно показал, как частоты генотипов соотносятся с частотами аллелей, а последующее развитие молекулярных маркеров и, в конечном итоге, крупных консорциумов по секвенированию превратило оценку частоты аллелей в рутинное измерение популяционного масштаба.

Key figures

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

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

В чем разница между частотой аллелей и частотой генотипов?

Частота аллелей подсчитывает копии аллеля относительно всех аллелей в локусе, в то время как частота генотипов подсчитывает особей, несущих определенную комбинацию аллелей. При случайном скрещивании эти две величины связаны соотношением Харди-Вайнберга.

Почему частоты аллелей различаются между популяциями?

Потому что популяции имеют разную демографическую историю — эффекты основателя, «бутылочные горлышки», дрейф, миграция и локальный отбор — которые формируют, какие аллели стали распространенными или редкими, поэтому референсные базы данных сообщают частоты отдельно для каждой популяции.