- •Билет 4 1. Закон независимого наследования признаков в работах г. Менделя (III закон Менделя). Условия выполнения и нарушение закона. Закон независимого наследования признаков
- •Билет 6 1. Цитогенетический метод. Кариотип человека. Хромосомные нарушения. Цитогенетический метод
- •Билет 8 1. Популяционно-статистический метод. Закон Харди-Вайнберга. Условия выполнения закона. Популяционно-статистический метод
- •Применение закона Харди-Вайнберга
Применение закона Харди-Вайнберга
Одно из важнейших применений закона Харди-Вайнберга состоит в том, что он дает возможность рассчитать некоторые из частот генов и генотипов в том случае, когда не все генотипы могут быть идентифицированы вследствии доминантности некоторых аллелей.
Пример 1: альбинизм у человека обусловлен редким рецессивным геном. Если аллель нормальной пигментации обозначить А, а аллель альбинизма а, то генотип альбиносов будет аа, а генотипы нормально пигментированных людей – АА и Аа. Предположим, что в популяции людей (Европейской части) частота альбиносов составляет 1 на 10000. Согласно закону Харди-Вайнберга, в данной популяции частота гомозигот q2аа=1:10000=0,0001 (0,1%), а частота рецессивных гомозигот =0,01. Частота доминантного аллеля рА=1-qa=1-0,01=0,99. Частота нормально пигментированных людей составляет р2АА=0,992=0,98(98%), а частота гетерозигот 2pqАа=20,990,1=0,198(1,98%).
Важное следствие из закона Харди-Вайнберга состоит в том, что редкие аллели присутствуют в популяции главным образом в гетерозиготном состоянии. Рассмотрим приведенный пример с альбинизмом (генотип аа). Частота альбиносов равна 0,0001, а гетерозигот Аа 0,00198. Частота рецессивного аллеля у гетерозигот составляет половину частоты гетерозигот, т.е. 0,0099. Следовательно, в гетерозиготном состоянии содержится примерно в 100 раз больше рецессивных аллелей, чем в гомозиготном состоянии. Таким образом, чем ниже частота рецессивного аллеля, тем большая доля этого аллеля присутствует в популяции в гетерозиготном состоянии.
Пример 2: частота фенилкетонурии (ФКУ) в популяции составляет 1:10000, ФКУ – аутосомно-рецессивное заболевание, следовательно индивидуумы с генотипами АА и Аа – здоровы, с генотипами аа – больны ФКУ.
Популяция, следовательно представлена генотипами в следующем соотношении:
p2AA+2pqAa+q2aa=1
? ? ? = 10000.
Исходя их этих условий:
q2aa=1/10000=0,0001.
pA=1-qa=1-0,01=0,99
p2AA=0,992=0,9801
2paAa=20,990,01=0,0198, или 1,98% (2%)
Следовательно в данной популяции частота гетерозигот по гену ФКУ по изучаемой популяции составляет приблизительно 2%. Количество индивидумов с генотипом АА составляет 100000,9801=9801, количество индивидуумов с генотипом Аа (носителей) составляет 100000,0198=198 человек, т.к. относительные доли генотипов в этой популяции представлены соотношением 1(аа):198(Аа):980 (АА).
В том случае, если ген в генофонде представлен несколькими аллелями, например ген I группы крови системы АВ0, то соотношение различных генотипов выражается формулой ( и принцип Харди-Вайнберга остается в силе.
Например: среди Египтян встречаются группы крови в системе АВ0 в следующем процентном соотношении:
0(I) - 27,3%, A(II) - 38,5%, B(III) - 25,5%, AB(IV) - 8,7%
Определить частоту аллелей I0, IA, IB и разных генотипов в этой популяции.
При решении задачи можно воспользоваться формулами:
; ( ; , где А – частота группы крови А (II); 0 – частота группы крови 0(I); В – частота группы крови В(III).
; ( ;
Проверка: pIA+qIB+rI0=1 (0,52+0,28+0,20=1).
Для генов, сцепленных с полом, равновесие частоты ХА1ХА1, ХА1ХА2 и ХА2ХА2 совпадают с таковыми для аутосомных генов: p2+2pq +q2. Для самцов (в случае гетерогаметного пола) в силу гемизиготности возможны лишь два генотипа ХА1Y или ХА2Y, которые воспроизводятся с частотой равной частоте соответствующих аллелей у самок в предшествующем поколении: p и q. Из этого следует, что фенотипы, определяемые рецессивными аллелями сцепленных с Х-хромосомой, у самцов встречаются чаще, чем у самок. Так, при частоте аллеля гемофилии qa=0,0001, у мужчин заболевание встречается в 10000 раз чаще, чем у женщин (1/10000млн. у мужчин и 1/100млн. у женщин).
Для установления и подтверждения типа наследования заболеваний необходимо проверить соответствие сегрегации в отягощенных семьях заданной популяции менделеевским закономерностям. Методом -квадрат подтверждает соответствие количества больных и здоровых сибсов для аутосомной патологии в семьях с полной регистрацией (через больных родителей).
Для расчета сегрегационной частоты можно использовать ряд методов: метод сибсов Вайнберга, пробандовый метод.
2. Бомбейский феномен. Отец имеет вторую (АО) группу крови, мать первую (00), а их дети - четвертую (АВ) и первую (00). Как объяснить явление с точки зрения взаимодействия генов при подавлении материнского гена В геном супрессором s, находящимся в рецессивном состоянии?