§10. Генетика популяцій 1 *аїЛ

пір Г'нж^с Основні терміни і поняття: популяція, міграції, дрейф генів, генофонд, популяційні хвилі, мутантна алель.

Генофонд популяцій

Види у природі зустрічаються не ізольовано один від одного, а утворюють на певно­му просторі сукупності, які називаються популяціями.

Сукупність різних спадкових факторів (генів), які мають організми, що входять у попу­ляцію, називається генофондом популяцій. Генофонд популяцій з часом змінюється: з од­ного боку, він збіднюється у результаті вимирання організмів, що мають певні гени, а з іншого - збагачується завдяки мутаціям, що дають початок новим генам і спонтан­ним схрещуванням з іншими популяціями.

Формула Харді-Ваинберга

Г. Харді і В. Вайнберг дійшли висновку (незалежно один від одного), що в ідеальній популяції співвідношення алелей (А : а) стабілізується протягом декількох поколінь і залишається сталим тривалий час (закон Харді-Вайнберга, 1908 p.).

Ідеальна популяція: а) досить велика за площею; б) схрещування особин відбу­вається зовсім випадково; в) мутації генів зустрічаються так рідко, що ними при розра­хунках можна знехтувати; г) життєздатність усіх гомозиготних (АА, аа) і гетерозиготних (Аа) особин однакова; д) популяція ізольована і не обмінюється генами з подібними попу­ляціями; ж) відсутній природний добір.

Формула Харді-Вайнберга

Значення

Кожна популяція характеризується певною ге­нетичною структурою, тобто співвідношенням генів і генотипів.

Якщо позначити частоту алелі А через р, а час­тоту алелі а через q, то

p + q=\ Припустимо, у популяції співвідношення гено­типів таке:

З/А/А :6Аа : 1аа; 0,3/4/4 : 0,6/4а : 0,1аа. Частоти алелей А та а:

/4 = 0,6 + 0,6 = 1,2 а = 0,6 + 0,2 = 0,8. Ці алелі нарівно розподіляються між чоловічими і жіночими гаметами.

? 0,6/4; <$0№ 2 0,4а; S 0,4а Розщеплення в &'.

S о	0,6 Л	0,4 а
0,6/4	0,36/4/4	0,24/43
0,4 а	0,24/4а	0,16ээ

Генофонд популяції може бути описа­ний або частотами генів {А, а), або час­тотами генотипів (А4, Аа, аа). Якщо ген представлений лише дво­ма алелями (А і а) з частотою р і q, то які будуть частоти трьох можливих генотипів? На це питання дає відповідь закон Харді-Вайнберга. Знаючи час­тоту зустрічальності гомозиготних носіїв рецесивної ознаки (а/²) у популяції, можна розрахувати частоту гетерози­гот (2pq) і частоту гомозигот за домі­нантною алеллю (р²). Співвідношення генотипів відповідає

р²АА + 2pqAa + q²aa =1 Еволюція - результат порушення генетичної рівноваги.

Співвідношення генотипів в Fv

0.36А4: 0,48/4э : 0,16эа. Цікаво, що/в F₂ (F₃ і т. д.) гамети з алелями А будуть знову виникати з частотою

1,2 (0,36 + 0,36 (АА) + 0,48 (Аа)), а з алелями а - 0,8 (0,48 (Аа) + 0,16+ + 0,16(зз)).

105

Роль рецесивних мутацій у популяціях

Припустимо, у популяції з'явилася одна рецесивна мутантна форма (аа). Якщо вона не буде негайно знищена природним добором через свою меншу життєздатність, то схре­ститься з нормальною формою (АА). У результаті рецесивний ген перейде з гомозигот­ного у гетерозиготний стан (Аа). Таким чином, популяція, як губка, всисує рецесивні му­тації, залишаючись при цьому зовні однорідною.

Якщо зустрічальність рецесивних мутацій зростає (Аа х Аа), вони можуть перейти у гомозиготний стан (3:1) і проявитися фенотипно. Якщо мутації будуть сприятливими або нейтральними, особини, що їх мають, збережуться, якщо шкідливими - загинуть. Рецесивні мутації- це резерв спадкової мінливості популяцій.

Учнівська сторінка

Розв'яжіть задачі.

Дано: АА Аа-98-	- 64% (або 0,64); - 32% (або 0,32); - 4% (або 0,04).
Визначити: А - ? а - ?

1. Розрахуйте частоту домінантних і рецесивних алелей у популяції з частотою гено­типів АА - 64%, Аа - 32%, аа - 4% (10 балів)

Розв'язання.

АА - це р², отже, р² = , а р = І

aa-це q². отже, о² = ,

a g = v , абор + q= 1; q = 1-р= 1 - = .

Відповідь. Частота домінантної алелі А(р) = ,

рецесивної a(q) = ..

. Аа (2pq)

2. Визначте частоту генотипів АА, Аа, аа, якщо гомозиготні рецесивні особини склада­ють 1%. (10 балів)

Дано: аа (о2) -1% (або 0,01)	Розв'язання. p + q=1; o2 = 0,01; q = І р = 1 - q: р = ; р2 =
	р2 + 2pq + q2 = 1 2pg = 2( ) =
Визначити: АА - ? Аа-?	Відповідь. Частота АА(р2) = , aa(q2) =

3. Розрахуйте частоту домінантних і рецесивних алелей у групі, яка складається із 160 осо­бин з генотипом СС і 40 особин з генотипом сс. (9 балів)

Дано:

СС- 160 особин; сс- 40 особин.

Розв'язання.

Разом особин у популяції _

Частота алелі С =

або за формулою р + q = 1;

Частота алелі с =

0=1- =

Визначити: С-? с-?

особин, час-

Відповідь. У фупі, що складається з тота алелі С - ; с - .

4. Група особин має такі частоти генотипів: 40% АА; 40%Аа, 20% аа. Визначте, яка частота генотипів АА; Аа, аа встановлюється в F, за умови збереження рівноваги у популяції. (10 балів)

Дано:

А4(р²)-40%(або0,4); Aa(2pq) - 40% (або 0,4); aa(q²) - 20% (або 0,2).

Визначити: у F, АА - ? Аа-? аа-?

Розв'язання.

Частота алелі А =

Частота алелі а =

2/4= ІА =

9а= 8а=

Відповідь. Співвідношення генотипів в F-i %Аа; %аа.

%АА;

106