Allelfrekvens och genotypefrekvens

Allelfrekvens är andelen av en specifik allel bland samtliga alleler vid ett locus i en population, och genotypefrekvens är andelen individer som bär en viss kombination av alleler. Tillsammans utgör dessa två storheter de grundläggande deskriptiva måtten på en populations genetiska sammansättning och de variabler som varje evolutionär kraft verkar på.

Definition

Allelfrekvens är den relativa andelen av en given allel bland alla kopior vid ett locus i en population; genotypefrekvens är andelen individer i populationen som bär en specificerad genotyp vid det locus.

Scope

Uppslaget definierar de två frekvensмåtten, visar hur vart och ett räknas från genotypedata och förklarar sambandet dem emellan under slumpmässig parning. Det noterar även hur allelfrekvensdata organiseras i populationsreferensdatabaser. Det är ett konceptuellt och metodologiskt ämne, inte klinisk vägledning.

Core questions

• Hur räknas allelfrekvenser från observerade genotyperäkningar?
• Hur relaterar allel- och genotypefrekvenser under slumpmässig parning?
• Hur rapporterar populationsreferensdatabaser allelfrekvenser, och varför skiljer de sig åt mellan populationer?

Key concepts

• Allelfrekvens
• Genotypefrekvens
• Allelräkning från genotyper
• Mindre allelfrekvens
• Polymorfism kontra sällsynt variant
• Populationsspecifika referensfrekvenser

Mechanisms

Allelfrekvenser erhålls genom att räkna allelkopior hos alla provade individer och dividera med det totala antalet kopior; för ett bialleliskt locus summerar de två allelfrekvenserna till ett. Genotypefrekvenser är andelarna av varje genotyp bland individer. Under slumpmässig parning kopplas dessa två uppsättningar tal samman av Hardy-Weinberg-sambandet, så att genotypefrekvenser kan förutsägas från allelfrekvenser och ett provs allelfrekvenser kan beräknas från genotyperäkningar. Evolutionära krafter förändrar en populations sammansättning just genom att ändra dessa frekvenser.

Clinical relevance

Populations-allelfrekvenser är centrala för tolkning av genetiska varianter: en variant som är vanlig i en matchad referenspopulation är generellt sett mindre sannolik som orsak till en sällsynt sjukdom, och bärarefrekvensestimat härleds direkt från allelfrekvenser. Dessa mått beskriver hur variation katalogiseras och värderas som bevis; de utgör inte i sig grunden för individuell diagnos eller behandling.

Epidemiology

Allelfrekvenser varierar mellan mänskliga populationer till följd av deras demografiska historia, varför stora databaser som 1000 Genomes Project rapporterar frekvenser stratifierade per population för att stödja populationsmatchad tolkning av genetisk variation.

Evidence & guidelines

Populationsreferensresurser som 1000 Genomes Project tillhandahåller allelfrekvensdata för många populationer som är flitigt använda som referens vid bedömning av sällsyntheten av genetiska varianter.

History

Räkning av alleler och genotyper blev meningsfullt när Mendels arvslagar formulerades i populationstermer i början av 1900-talet. Hardy-Weinberg-principen tydliggjorde hur genotypefrekvenser relaterar till allelfrekvenser, och den senare utvecklingen av molekylära markörer och, slutligen, stora sekvenseringskonortier omvandlade allelfrekvensestimering till en rutinmässig, populationsskalmätning.

Key figures

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

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

Vad är skillnaden mellan allelfrekvens och genotypefrekvens?

Allelfrekvens räknar kopior av en allel i förhållande till alla alleler vid ett locus, medan genotypefrekvens räknar individer som bär en viss allelkombination. Under slumpmässig parning kopplas de samman av Hardy-Weinberg-sambandet.

Varför skiljer sig allelfrekvenser åt mellan populationer?

Eftersom populationer har olika demografiska historia — grundareffekter, genetiska flaskhalsar, genetisk drift, migration och lokal selektion — som påverkar vilka alleler som blivit vanliga eller sällsynta, vilket är anledningen till att referensdatabaser rapporterar frekvenser separat per population.