ความถี่ของอัลลีลและความถี่ของจีโนไทป์

ความถี่ของอัลลีลคือสัดส่วนของอัลลีลหนึ่งๆ ในบรรดาอัลลีลทั้งหมด ณ ตำแหน่งหนึ่งในประชากร และความถี่ของจีโนไทป์คือสัดส่วนของแต่ละบุคคลที่มียีนผสมกันแบบเฉพาะเจาะจง ปริมาณทั้งสองนี้เป็นมาตรวัดพื้นฐานเชิงพรรณนาขององค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากร และเป็นตัวแปรที่แรงทางวิวัฒนาการทุกชนิดกระทำต่อ

Definition

ความถี่ของอัลลีลคือสัดส่วนสัมพัทธ์ของอัลลีลที่กำหนดในบรรดาสำเนาทั้งหมด ณ ตำแหน่งหนึ่งในประชากร; ความถี่ของจีโนไทป์คือสัดส่วนของแต่ละบุคคลในประชากรที่มียีนผสมกันแบบเฉพาะเจาะจง ณ ตำแหน่งนั้น

Scope

บทความนี้ให้คำจำกัดความของมาตรวัดความถี่ทั้งสอง แสดงวิธีการนับแต่ละมาตรวัดจากข้อมูลจีโนไทป์ และอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างมาตรวัดทั้งสองภายใต้การผสมพันธุ์แบบสุ่ม นอกจากนี้ยังกล่าวถึงวิธีการจัดระเบียบข้อมูลความถี่ของอัลลีลในฐานข้อมูลอ้างอิงประชากร นี่เป็นหัวข้อเชิงแนวคิดและระเบียบวิธี ไม่ใช่แนวทางการรักษาทางคลินิก

Core questions

• ความถี่ของอัลลีลนับได้อย่างไรจากการนับจีโนไทป์ที่สังเกตได้?
• ความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์มีความสัมพันธ์กันอย่างไรภายใต้การผสมพันธุ์แบบสุ่ม?
• ฐานข้อมูลอ้างอิงประชากรรายงานความถี่ของอัลลีลอย่างไร และเหตุใดจึงแตกต่างกันไปในแต่ละประชากร?

Key concepts

• ความถี่ของอัลลีล
• ความถี่ของจีโนไทป์
• การนับอัลลีลจากจีโนไทป์
• ความถี่ของอัลลีลรอง
• ความหลากหลายทางพันธุกรรมเทียบกับความแปรผันที่หายาก
• ความถี่อ้างอิงเฉพาะประชากร

Mechanisms

ความถี่ของอัลลีลได้มาจากการนับสำเนาอัลลีลในแต่ละบุคคลที่สุ่มตัวอย่างมาทั้งหมด แล้วหารด้วยจำนวนสำเนาทั้งหมด; สำหรับตำแหน่งที่มีสองอัลลีล ความถี่ของอัลลีลทั้งสองจะรวมกันเป็นหนึ่ง ความถี่ของจีโนไทป์คือสัดส่วนของแต่ละจีโนไทป์ในแต่ละบุคคล ภายใต้การผสมพันธุ์แบบสุ่ม ชุดตัวเลขทั้งสองนี้เชื่อมโยงกันด้วยความสัมพันธ์ของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ดังนั้นความถี่ของจีโนไทป์จึงสามารถทำนายได้จากความถี่ของอัลลีล และความถี่ของอัลลีลของตัวอย่างสามารถกู้คืนได้จากการนับจีโนไทป์ แรงทางวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของประชากรอย่างแม่นยำโดยการเปลี่ยนแปลงความถี่เหล่านี้

Clinical relevance

ความถี่ของอัลลีลในประชากรมีความสำคัญต่อการตีความความแปรผันทางพันธุกรรม: ความแปรผันที่พบบ่อยในประชากรอ้างอิงที่ตรงกันมักจะมีโอกาสน้อยที่จะเป็นสาเหตุของโรคหายาก และการประมาณความถี่ของผู้พาหะได้มาจากความถี่ของอัลลีลโดยตรง มาตรวัดเหล่านี้อธิบายว่าความแปรผันถูกจัดทำรายการและถ่วงน้ำหนักเป็นหลักฐานอย่างไร; ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

ความถี่ของอัลลีลแตกต่างกันไปในแต่ละประชากรมนุษย์อันเป็นผลมาจากประวัติศาสตร์ทางประชากรศาสตร์ ดังนั้นแคตตาล็อกขนาดใหญ่ เช่น โครงการ 1000 Genomes จึงรายงานความถี่ที่แบ่งตามประชากรเพื่อสนับสนุนการตีความความแปรผันที่ตรงกับประชากร

Evidence & guidelines

แหล่งข้อมูลอ้างอิงประชากร เช่น โครงการ 1000 Genomes ให้ข้อมูลความถี่ของอัลลีลในหลายประชากร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นพื้นฐานในการประเมินความหายากของความแปรผันทางพันธุกรรม

History

การนับอัลลีลและจีโนไทป์มีความหมายเมื่อการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเมนเดลถูกกำหนดในแง่ของประชากรในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบ หลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กทำให้เห็นชัดเจนว่าความถี่ของจีโนไทป์เกี่ยวข้องกับความถี่ของอัลลีลอย่างไร และการพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลในภายหลัง และท้ายที่สุดคือกลุ่มความร่วมมือการจัดลำดับขนาดใหญ่ ได้เปลี่ยนการประมาณความถี่ของอัลลีลให้เป็นการวัดตามปกติในระดับประชากร

Key figures

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

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างความถี่ของอัลลีลและความถี่ของจีโนไทป์คืออะไร?

ความถี่ของอัลลีลนับสำเนาของอัลลีลหนึ่งๆ เทียบกับอัลลีลทั้งหมด ณ ตำแหน่งหนึ่ง ในขณะที่ความถี่ของจีโนไทป์นับแต่ละบุคคลที่มียีนผสมกันแบบเฉพาะเจาะจง ภายใต้การผสมพันธุ์แบบสุ่ม ทั้งสองเชื่อมโยงกันด้วยความสัมพันธ์ของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก

เหตุใดความถี่ของอัลลีลจึงแตกต่างกันไปในแต่ละประชากร?

เนื่องจากประชากรมีประวัติศาสตร์ทางประชากรศาสตร์ที่แตกต่างกัน เช่น ผลกระทบของผู้ก่อตั้ง คอขวด การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม การอพยพ และการคัดเลือกในท้องถิ่น ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าอัลลีลใดกลายเป็นที่แพร่หลายหรือหายาก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมฐานข้อมูลอ้างอิงจึงรายงานความถี่แยกตามประชากร