Определение частот генов и частот генотипов в популяции

 


Распределение генотипов в локусе хромосомы

Задача 163.
В молоке бестужевских коров установлено следующее распределение генотипов в локусе а-Cn: A/A – 366, B/B –8, A/B – 126, в локусе а-S1 – Cn: B/B – 334, C/C – 10, B/C –156. Определить частоты аллелей и рассчитать ожидаемые частоты генотипов. Проверить генное равновесие. Объяснить полученные результаты. 
Решение:
Для решения задачи применим формулы Харди-Вайнбергм:

р2 + 2рq + q2 = 1;
р + q = 1, где

р - частота аллеля гена А; q - частота аллеля гена В; р2 - вероятность гомозигот АА; 2рq - вероятность гетерозигот АВ; q2 - вероятность гомозигот ВВ.

1. Распределение генотипов в локусе а-Cn

Общее число генотипов в данном локусе:
NAB = 500 (366 + 126 + 8 = 500).
Согласно формуле р2 + 2рq + q2 = 1 рассчитаем вероятность генотипов, получим:

р2 + 2рq + q2 = АА +  2АВ + ВВ = 366(АА) + 126(АВ) + 8(ВВ) = 366/500(AA) + 126/500(AB) + 8/500(BB) = 0,732 + 0,252 + 0,016 = 1.

Рассчитаем частоту аллеля (В), зная q2, получим:

q2(ВВ) = 0,016

Тогда

q(В) = 0,1265

Согласно первому следствию закона Харди-Вайнберга рассчитаем частоту встречаемости гена (А), получим:

р + q = 1, р = 1 - q = 1 - 0,1265 = 0,8735.

Рассчитаем ожидаемые частоты генотипов, получим:

р2(АА) + 2рq(Аа) + q2(аа) = (0,8735)2 + 2(0,8735 . 0,1265) + (0,1265)2
= 0,7630 или 76,30%(АА) + 0,2209 или 22,1%(АВ) + 0,016 или 1,6%(ВВ) = 1 или 100%.

Ответ: р - частота аллеля гена А = 0,8735; q - частота аллеля гена В = 0,1265; ожидаемые частоты генотипов: 76,30%(АА); 22,1%(АВ); 1,6%(ВВ).

2. Распределение генотипов в локусе а-S1

Общее число генотипов в данном локусе:

NВС = 500 (334 + 156 + 10 = 500).

Рассчитаем частоту аллеля (С), зная q2, получим:

q2(СС) =10/500 =  0,02

Тогда

q(C) = 0,1414

Согласно первому следствию закона Харди-Вайнберга рассчитаем частоту встречаемости гена (B), получим:

р + q = 1, р = 1 - q = 1 - 0,1414 = 0,8586.

Рассчитаем ожидаемые частоты генотипов, получим:

р2(ВВ) + 2рq(ВС) + q2(СС) = (0,8586)2 + 2(0,8586 . 0,1414) + (0,1414)2
= 0,7372 или 73,72%(ВВ) + 0,2428 или 24,28%(ВС) + 0,01999 или 2%(СС) = 1 или 100%.

Ответ: р - частота аллеля гена А = 0,8586; q - частота аллеля гена В = 0,1414; ожидаемые частоты генотипов: 73,72%(ВВ); 24,28%(ВС); 2%(СС).
 


Частота встречаемости альбиносов


Задача 164.
Определите частоту встречаемости альбиносов в большой по численности африканской популяции, где концентрация патологического рецессивного гена составляет 10%.
Решение:
q(a) = 10% = 0,1;
А - нормальная пигментация;
а - альбинизм.
Используя формулу Харди-Вайнберга: р2 + 2рq + q2 = 1, рассчитаем встречаемость альбиносов [q2(aa)] в большой по численности африканской популяции, получим:

q2(aa) = 0,1 в квадрате (0,1 . 0,1 = 0,01) = 0,01 = 1,%.

Согласно первому следствию закона Харди-Вайнберга рассчитаем частоту встречаемости гена (А), получим:

р + q = 1, р(А) = 1 - q = 1 - 0,1 = 0,9.

Используя формулу Харди-Вайнберга: р2 + 2рq + q2 = 1, рассчитаем встречаемость генотипов в данной популяции людей, получим:

р2(АА) + 2рq(Аа) + q2(аа) = (0,9)2 + 2(0,9 . 0,1) + (0,1)2
= 0,81 или 71,%(АА) + 0,18 или 18,%(Аа) + 0,01 или 1%(аа) = 1 или 100%.

 


Определение частоты доминантного гена S (появление у кошек белых пятен на теле, белого треугольника на шее, белых кончиков лапок)

Задача - 165.
Определите частоту аутосомного доминантного гена S (появление у кошек белых пятен на теле, белого треугольника на шее, белых кончиков лапок), если из 420 встреченных на улицах и дворах кошек 350 имели белый «воротничок».
Решение:
S - аллель гена белого «воротничока» у кошек;
s - аллель нормального окраса меха у кошек.
рS =?
В условии задачи дано, что частота белого «воротничока» у кошек в популяции кошек при анализе кошек на улицах и дворах 350:420. Зная частоту встречаемости доминантных гомозигот (SS), рассчитаем частоту аллеля (S), получим:

р2 = 350/420 = 0,833

Тогда

р(S) = 0,91.

Ответ: частота встречаемости аутосомного доминантного гена S у кошек данной популяции составляет 0,91.
 


Определение частоты гена альбинизма у ржи

Задача 166.
Альбинизм у ржи наследуется как аутосомный рецессивный признак. На обследованном участке 84 000 растений обнаружено 210 альбиносов. Определите частоту доминантного аллеля в популяции.
Решение:
А - аллель нормальной выработки пигмента ркраски;
а - аллель альбинизма;
N = общее число особей ржи.;
n - число альбиносов.
Используя формулы Харди-Вайнберга: р2 + 2рq + q2 = 1 и р(А) + q(а) = 1, где

р(А) – частота доминантного аллеля гена,
q(а) - частота рецессивного аллеля гена,
р2(АА) - частота особей, гомозиготных по доминантному аллелю,
q2(аа) - частота особей, гомозиготных по рецессивному аллелю.

В условии задачи дано, что на обследованном участке 84 000 растений обнаружено 210 альбиносов, 210:84000. Зная частоту встречаемости рецессивных гомозигот (аа), рассчитаем частоту аллеля (а), получим:

q2 = 210/84000 = 0,0025.

Тогда

q(а) = 0,05.

Согласно первому следствию закона Харди-Вайнберга рассчитаем частоту встречаемости гена (А), получим:

р + q = 1, р(А) = 1 - q(а) = 1 - 0,05 = 0,95.

Ответ: р(А) = 0,95. 
 


Частота гена раннеспелости в популяции клевера лугового

Задача 167.
Определите частоту позднеспелых растений в популяции клевера лугового, если частота аллеля раннеспелости составляет 20%. Позднеспелость у клевера доминирует над раннеспелостью. Используйте закон Харди - Вайнберга.
Решение:
А - позднеспелость у клевера;
а - раннеспелость у клевера;
q(а) - частота рецессивного аллеля = 20% или 0,2;
р(А) - частота доминантного аллеля = ? 
Зная частоту аллеля q(a),из первого следствия закона Харди-Вайнберга рассчитаем частоту встречаемости гена р(А), получим:

р(А) + q(а) = 1, р(А) = 1 - q(а) = 1 - 0,2 = 0,8.