Частота алелів і частота генотипів

Частота алелів — це частка певного алеля серед усіх алелів у локусі в популяції, а частота генотипів — це частка особин, що несуть певну комбінацію алелів. Разом ці два показники є основними описовими мірами генетичного складу популяції та змінними, на які впливає кожна еволюційна сила.

Definition

Частота алелів — це відносна частка певного алеля серед усіх копій у локусі в популяції; частота генотипів — це частка особин у популяції, що несуть визначений генотип у цьому локусі.

Scope

Стаття визначає обидва показники частот, показує, як кожен із них підраховується з даних генотипів, і пояснює зв'язок між ними за умов випадкового схрещування. Також зазначається, як дані про частоти алелів організовані в референтних популяційних базах даних. Це концептуально-методологічна тема, а не клінічне керівництво.

Core questions

• Як підраховуються частоти алелів на основі спостережених підрахунків генотипів?
• Як частоти алелів і генотипів пов'язані між собою за умов випадкового схрещування?
• Як популяційні референтні бази даних повідомляють частоти алелів і чому вони різняться між популяціями?

Key concepts

• Частота алелів
• Частота генотипів
• Підрахунок алелів з генотипів
• Частота мінорного алеля
• Поліморфізм проти рідкісного варіанта
• Популяційно-специфічні референтні частоти

Mechanisms

Частоти алелів отримують підрахунком копій алелів серед усіх досліджуваних особин і діленням на загальну кількість копій; для двоалельного локуса суми двох частот алелів дорівнюють одиниці. Частоти генотипів — це частки кожного генотипу серед особин. За умов випадкового схрещування ці два набори чисел пов'язані співвідношенням Харді-Вайнберга, тому частоти генотипів можна передбачити з частот алелів, а частоти алелів у вибірці можна відновити з підрахунків генотипів. Еволюційні сили змінюють склад популяції саме шляхом зміни цих частот.

Clinical relevance

Популяційні частоти алелів є центральними для інтерпретації генетичних варіантів: варіант, що є поширеним у відповідній референтній популяції, як правило, з меншою ймовірністю є причиною рідкісної хвороби, а оцінки частоти носійства безпосередньо випливають із частот алелів. Ці показники описують, як варіанти каталогізуються і зважуються як докази; самі по собі вони не є підставою для індивідуальної діагностики або лікування.

Epidemiology

Частоти алелів варіюють між людськими популяціями внаслідок їхньої демографічної історії, тому великі каталоги, зокрема проект «1000 геномів», повідомляють частоти в розрізі популяцій для забезпечення популяційно-відповідної інтерпретації варіантів.

Evidence & guidelines

Популяційні референтні ресурси, зокрема проект «1000 геномів», надають дані про частоти алелів у багатьох популяціях, що широко використовуються як базовий рівень для оцінки рідкісності генетичних варіантів.

History

Підрахунок алелів і генотипів набув змісту після того, як у перші десятиліття ХХ століття менделівська спадковість була осмислена в популяційних термінах. Принцип Харді-Вайнберга явно визначив, як частоти генотипів пов'язані з частотами алелів, а подальший розвиток молекулярних маркерів і, зрештою, великих геномних консорціумів перетворив оцінку частот алелів на рутинне вимірювання у масштабі популяції.

Key figures

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

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

У чому різниця між частотою алелів і частотою генотипів?

Частота алелів підраховує копії алеля відносно всіх алелів у локусі, тоді як частота генотипів підраховує особин, що несуть певну комбінацію алелів. За умов випадкового схрещування обидва показники пов'язані співвідношенням Харді-Вайнберга.

Чому частоти алелів різняться між популяціями?

Тому що популяції мають різну демографічну історію — ефекти засновника, «вузькі місця», генетичний дрейф, міграцію та локальний добір, — яка визначила, які алелі стали поширеними або рідкісними; саме тому референтні бази даних повідомляють частоти окремо для кожної популяції.