Розділ VII. Генетичні процеси в популяціях

Популяційна генетика (синтетична теорія еволюції) вивчає гене­тичні закономірності в популяціях. У популяціях, які вільно схрещуються, встановлюється рівновага генних часток, яка відображається законом Харді-Вайнберга (1908):

де р — частота гена А,

q — частота гена а.

Сума частот генів однієї алельної пари в даній популяції є величиною постійною:

Частоти генів можуть бути виражені у долях одиниці або у відсотках, тоді:

Ций закон виконується для так званих «менделівських» популяцій, які відповідають таким умовам: вільна панміксія (схрещування), відсутність притоку генів за рахунок міграцій і мутацій, відсутність відтоку генів за рахунок добору, однакова плодючість гомозигот і гетерозигот, повна ізоляція даної популяції, велика чисельність популяції.

Таким чином, знайдена ймовірність є модельним дослідом.

Але, з умовними поправками, закон Харді-Вайнберга використовується для математичних прогнозів кількісних співвідношень особин з різними генотипами за одним алелем, або для визначення зустрічальності цього гену серед даної популяції. Такі прогнози знаходять практичне застосування в екології, созіології (наука про охорону природи), сільськогосподарській практиці та селекції, в медичній практиці тощо.

7.1. Методика розв’язання задач з популяційної генетики

При розв’язуванні задач даного типу необхідно визначити частоти гомозиготних (АА, аа) або гетерозиготних (Аа) генотипів у першому поколінні, або, навпаки, за ймовірністю (або абсолютною кількістю) особин з даними генотипами (або генотипом) визначити у долях одиниці (або у відсотках) їхні частоти після встановлення рівноваги у популяції.

При рішенні задач цього типу використовують два рівняння:

1) 2)

З наючи р²АА (або q²аа) можливо визначити рА, а потім qа

3) 4)

Звідси частота гетерозигот у даній популяції буде визначатися таким чином:

5)

7.2. Приклади розв’язання задач даного типу Задача 1.

Розрахувати частоту (р) алеля А і частоту (q) алеля а у даній популяції: , ,

Дано:	Розв’язання 1) Визначаємо частоту (р) алелю А: 2) Визначаємо частоту (q) алелю а:

Відповідь: рА=0,6, qa=0,4.

Задача 2.

Альбінізм у кукурудзи успадковується, як аутосомна рецесивна ознака. У деяких сортів кукурудзи рослини-альбіноси зустрічаються з частотою 25/10000. Визначте частоту гена альбінізму у цих сортів, а також частоту генотипів (RR і Rr) з нормальним забарвленням.

Дано: ген нормального забарвлення кукурудзи альбінізму кукурудзи	Розв’язання 1) Визначаємо частоту (q) алеля r: 2) Визначаємо частоту (p) алелю R: 3) Визначаємо частоту генотипів з нормальним забарвленням

Відповідь: частота гену альбінізму 5%, частота гомозигот за домінан­тною ознакою (RR) 90,25% і гетерозигот 9,5%.

Задача 3.

Як зміниться кожний розподіл генотипів у популяції (p²AA=0,49)+2pqAa=0,42)+(q²aa=0,9) при встановленні нової концентрації алелів: , .

Дано: Початкове співвідношення частот генотипів: Остаточна концентрація алелів:	Розв’язання 1) Визначаємо частоту генотипу АА: 2) Визначаємо частоту генотипу аа: 3) Визначаємо частоту генотипу Аа: 4) Визначаю остаточне співвідношення частот генотипів:
Остаточне співвідношення частот генотипів – ?

Відповідь: остаточне співвідношення частот генотипів виражається рівнянням: 0,36АА+0,48Аа+0,16аа=1. Звідси бачимо, що частота гомозиготних рецесивів збільшилася, а гомозиготних домінант зменшилася в порівнянні з вихідними даними.