Определение генетической структуры популяции.

В медицинской практике нередко появляется необходимость установить количественные соотношения людей с различными генотипами по какому-нибудь аллелю, включающему патологический ген, или частоту встречаемости этого гена среди населения. С этой целью используется популяционно-статистический метод. Расчеты ведутся в соответствии с законом Харди-Вайнберга. Этот закон справедлив для популяций, отвечающих следующим условиям:

· панмиксия (свободное скрещивание, т.е. отсутствие специального подбора пар по каким-либо отдельным признакам);

· большая численность популяции;

· отсутствие оттока генов или миграции особей за пределы популяции;

· отсутствие притока генов за счет мутаций или миграции особей извне в данную популяцию;

· равная плодовитость гомозигот и гетерозигот.

Такая популяция называется равновесной (идеальной). Считается, что человеческая популяция приближается к идеальной и поэтому для ее анализа применим закон Харди-Вайнберга.

В соответствии с этим законом, во-первых, сумма частот аллелей одного гена в данной популяции есть величина постоянная, т.е. p + q = 1, где р – частота доминантных аллелей; q – частота рецессивных аллелей. Выражаются р и q в долях единицы или в % (р + q = 100%). Во-вторых, сумма частот генотипов по одному аллелю в данной популяции есть величина постоянная, а распределение их соответствует коэффициентам бинома Ньютона второй степени. Формула для расчета частот генотипов будет следующей:

р²АА + 2pqАа + q²аа = 1, где

р² – частота гомозигот по доминантному гену (АА);

2pq – частота гетерозигот (Аа);

q² – частота гомозигот по рецессивному гену (аа).

Пример 1. В какой популяции частота доминантных аллелей равна 0,6; частота рецессивных аллелей 0,4?

р + q = 0,6 + 0,4 = 1. Подставив эти значения в формулу Харди-Вайнберга получим: р² 0,36 + 2рq 0,48 + q² 0,16, т.е. в данной популяции 36% гомозигот АА, 48% гетерозигот Аа и 16% гомозигот аа.

Этот закон можно использовать для расчета частоты гетерозигот в популяции, у которых ген фенотипически не проявляется. Например, известна частота гомозигот по патологическому гену q² (аа) = 0,0001, т.к. он проявляется фенотипически. Но часть рецессивных аллелей будет находиться в составе гетерозигот. По формуле Харди-Вайнберга находим:

q² = 0,0001; q = √0,0001 = 0,01.

р + q = 1; р = 1 – q = 1 – 0,01 = 0,99

2рq = 2 х 0,99 х 0,01= 0,0198

Частота гетерозигот равна 1,98%.

Задачи

71. В районе с населением 280 000 человек при полной регистрации случаев болезни Шпильмейера-Фогта (юношеская форма амавротической семейной идиотии) обнаружено 7 больных. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу (генотип ss). Определите частоту генотипа, вычислив число больных на 1 млн. населения.

72. Группа особей состоит из 30 гетерозигот Аа. Вычислите частоту (р) нормального аллеля «А» и частоту (q) мутантного аллеля “а”, выразив частоту в долях единицы и процентах от общего числа аллелей (А + а) в данной группе особей.

73. Галактоземия встречается с частотой 7: 1 000 000 и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите число гетерозигот в популяции.

74. В районе с населением 50 000 человек зарегистрировано 4 больных алкаптонурией (наследование аутосомно-рецессивное). Определите количество гетерозигот по алкаптонурии в данной популяции.

75. Подагра встречается у 2% людей и обусловлена аутосомно-доминантным геном. У женщин ген подагры не проявляется. У мужчин пенетрантность его равна 20% (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку, исходя из этих данных.

Приложение

Таблица 1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: