Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ

Розділ 2

ПОПУЛЯЦІЙНО-ВИДОВИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ ТА МІСЦЕ ЛЮДИНИ В НЬОМУ

 

2.1.7. Ідеальні та реальні популяції

 

Закон Харді - Вайнберга. Математичну залежність між частотами алелів і генотипів в ідеальній популяції встановили одночасно у 1908 р. і незалежно один від одного англійський математик Дж. Харді і німецький лікар В. Вайнберг. Ця закомірність відома як закон Харді - Вайнберга (закон генетичної рівноваги), який є основним законом популяційної генетики. Закон читається так: У вільносхрещуваній популяції частоти алелів залишаються постійними з покоління в покоління за певних умов. Певні умови - це: а) чисельність популяції повинна буги нескінченно великою, щоб забезпечити вільне схрещування; б) не повинен відбуватися мутаційний процес за даним геном; в) не повинен відбуватися природний добір за ознакою, яку кодує даний ген; г) не повинні відбуватися міграції особин у попляцію із популяції. Цим умовам відповідає тільки алельна популяція. В ідеальній популяції частоти гомозиготних і гетерозиготних генотипів швидко досягають певних рівноважних частот відповідно до частот алелів і залишаються постійними від покооління до покоління (рис. 2.8).

 

 

Рис. 2.8. Закон Харді - Вайнберга.

 

Припустимо, що в генофонді популяції, яка відповідає вищевказаним умовам, певний ген представлений алелями А і а. У популяційній генетиці частоту домінантного алеля А позначають через р, частоту рецесивного алеля а - через q. За умови, що А i a - єдині алелі гена, р+q = 1. У популяції утворюються р сперматозоїдів з алелем А, q сперматозоїдів з алелем а і р яйцеклітин з алелем А, q яйцеклітин з алелем а. При панміксії сперматозоїди (р+q) запліднюють (р+q) яйцеклітин, в результаті чого утворюються зиготи у співвідношенні, яке визначається як квадрат двочлена: (р+q) х (р+q) = (р+q)2. Тоді рівноважні частоти генотипів будуть становити: (р+q)2 = р2+2рq+q2.

Формула (р+q)2 = р2+2рq+q2 = 1 (або 100 %) є алгебраїчним виразом закону Харді - Вайнберга для двох алелів, де р - частота домінантного алеля А; д- частота рецесивного алеля а; р2 - частота домінантних гомозигот АА; 2pq - частота гетерозигот Аа; q2 - частота рецесивних гомозигот аа. У тих випадках, коли ген представлений серією алелів, формула Харді - Вайнберга має вигляд квадрата багаточлена. Для трьох алелів з частотами р, д, г, причому (p+q+r=1), рівноважна частота генотипів визначається за формулою квадрата тричлена (p+q+r)2 = p2+q2+r2+2pq+2pr+2qr. Для двох алелів гена рівноважна частота генотипів встановлюється вже в першому поколінні, для трьох і більше алелів - у наступних поколіннях, але обов'язково встановлюється.

Популяція, яка описується рівнянням Харді - Вайнберга (p+q)2, є ідеальною популяцією; вона знаходиться у стані генетичної рівноваги (генетичної стабільності). У такій популяції генофонд не змінюється з покоління в покоління, відсутня генетична мінливість і не відбувається еволюційний процес. Але еволюція на Землі триває понад 3,5 млрд. років. У природі ідеальні популяції не зустрічаються, існують реальні популяції, в яких: чисельність особин не буває нескінченно великою, панміксія не абсолютна, відбуваються мутаційний процес, природний добір, міграції. Але це не зменшує цінності закону Харді - Вайнберга. Він визначає умови генетичної стабільності вшьносхрещуваної популяції і умови, які порушують цю стабільність. Сама по собі частота генів у популяції в процесі генетичної комбінаторики ("перетасування" генів) при вільному схрещуванні не змінюється. У великих вільносхрещуваних популяціях спостерігається тенденція до відносного збереження частот алелів у ряді поколінь. Частоту генів у популяції змінюють і тим самим порушують генетичну рівновагу такі фактори, як: мутаційний процес, міграція, природний добір, дрейф генів.

З рівняння Харді - Вайнберга випливає важливий наслідок - значна частина рецесивних алелів у популяції знаходиться у гетерозиготному стані. Тому в кожному поколінні з популяції може елімінуватися лише незначна частина рецесивних алелів - ті алелі, які перейдуть у гомозиготний стан (аа), проявляться фенотипно і підпадуть під дію природного добору. Закон Харді - Вайнберга носить теоретичний характер, але має широке застосування в популяційній генетиці як основа популяційно-статистичного методу при математичному вивченні проблем еволюції. У медико-генетичних дослідженнях він без будь-яких додаткових методів дозволяє встановити частоту рецесивного патологічного алеля, частоту гетерозигот - носіїв цього алеля, генетичну структуру популяції. Для цього потрібно знати частоту рецесивних гомозигот q, тому що це єдиний генотип, який можна розпізнати за його фенотипом.









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.