Məlumat

Hardy-Weinberg Tarazlığı: İki bacı tapmaq ehtimalını hesablamaq (təsadüfi cütləşmə)

Hardy-Weinberg Tarazlığı: İki bacı tapmaq ehtimalını hesablamaq (təsadüfi cütləşmə)


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən M. G. Bulmerin Statistika Prinsipləri (Dover, 1979) ilə bir az işləyirəm və bir sualın yarısının düzgün hesablanmasının necə olacağını görə bilmirəm. Bu, əsas ehtimal hesablaması olmalıdır, lakin mən kitabın təklifi ilə eyni cavabı ala bilmirəm.

Sual belədir (Fəsil 2, Problem 2.4): Əgər üç genotip (yəni, AA, Aa, aa) bir-birindən fərqləndirilə bilərsə, a) bir cüt qardaş və b) bir cüt qohum olmayan fərdlərin meydana çıxması ehtimallarını tapın. p=q=.5 olduqda eynidir.

Kitab a) üçün .59 və b) üçün .38 təklif edir. Mən b-ni düzgün ala bilirəm, lakin a) hissəsini düzgün hesablamağı başa düşmürəm.

Bu mürəkkəb məşq kimi görünmür!


.59 aldım. WYSIWYG-ə cavab olaraq:

(Qeyd: Mən iki allel üçün A və a-dan istifadə edirəm. Mənim Bulmer nüsxəsi ikinci üçün B-dən istifadə edir, əgər allellər kodominantdırsa, bu, bir az daha məna kəsb edir.)

a.) AA x aa xaç, AA x AA və aa x aa xaçlarından iki dəfə çox olmalıdır, necə ki, bir cüt eyni sikkə atdığımız zaman HT HH və ya TT-dən daha çox olur. Xüsusilə, bu çarpaz 2*(.25*.25)= .125 tezliyi ilə baş verməlidir. Eyni şey AA x Aa, AA x aa və Aa x aa üçün də gedir.

b.) Aa x Aa çarpazında iki nəslin eyni genotipə malik olması 3/8 ehtimalı var. Mən belə əsaslandırdım:

  • İlk nəslin heterozigot olması ehtimalı 0,5-dir (Aa). Bu halda ikinci nəslin də heterozigot olması ehtimalı 0,5-dir.

  • Birinci nəslin homozigot AA olması ehtimalı 0,25: Bu halda ikinci nəslin də AA olması ehtimalı 0,25-dir. Eynilə aa üçün.

  • Bunları cəmləsək: (1/2)^2 + (1/4)^2 +(1/4)^2 = 1/4 + 2/16 = 3/8.

İnanıram ki, bu problemi həll edəcək. Nəyisə qaçırmışamsa, üzr istəyirəm.


Bunun 0,59 olduğuna əminsiniz, çünki (a) hissəsi üçün 0,5625 alıram və mən belə hesabladım.

Qardaşların genetik oxşarlığını yoxlamaq üçün əvvəlcə cütləşən cütləri seçməliyik. Aşağıdakı nəsil ehtimalları ilə altı cütləşmə cütü mümkündür(birinci yoldaşın seçimi x ikinci yoldaşın seçimi x eyni nəslin genotip tezliyi).

  1. AA x AA : həmişə eyni növ nəsil verəcək:prob = 0,25x0,25x1
  2. aa x aa : həmişə eyni növ nəsil verəcək:prob = 0,25x0,25x1
  3. AA x aa : həmişə eyni növ nəsil verəcək:prob = 0,25x0,25x1
  4. Aa x Aa : Aa sayının yarısında verəcək:prob = 0,5x0,5x0,5
  5. Aa x AA : iki növ oxşar nəsil verəcək, yarı sayda - AA və Aa:prob = 0,5x0,25x0,5x2
  6. Aa x aa : iki növ oxşar nəsil verəcək, yarı sayda - aa və Aa:prob = 0,5x0,25x0,5x2

Ümumi ehtimal =3x(0.5x0.5x0.5) + 3x(0.25x0.25) = 0.375+0.1875 = 0.5625

Fərziyyələr:

  • Əhali sonsuzdur
  • Tarazlıqda olan əhali

Hardy-Weinberg və Populyasiya Genetikası

The Hardy-Weinberg prinsipi təkamül qüvvələrinin olmadığı bir populyasiyada iki allelin tarazlığını təsvir etmək üçün istifadə edilən riyazi modeldir. Bu model müstəqil olaraq G.H. Hardy və Wilhelm Weinberg. Bu, təkamül qüvvələrinin olmadığı halda, populyasiyada allel və genotip tezliklərinin nəsillər boyu sabit qalacağını bildirir. Bu tarazlıq doğru olmaq üçün bir neçə fərziyyə irəli sürür:

  1. Sonsuz böyük əhali ölçüsü
  2. İştirak edən orqanizm diploiddir
  3. Orqanizm yalnız cinsi yolla çoxalır
  4. Üst-üstə düşən nəsillər yoxdur
  5. Cütləşmə təsadüfi olur
  6. Allel tezlikləri hər iki cinsdə bərabərdir
  7. Miqrasiya, mutasiya və ya seçimin olmaması

Gördüyümüz kimi, yuxarıdakı siyahıdakı bir çox elementə nəzarət etmək mümkün deyil, lakin bu, gözlənilən təkamül qüvvələrinin işə düşdüyü vəziyyətlərdə (seçim və s.) müqayisə aparmağa imkan verir.

Hardy-Weinberg tarazlığı

Tənlikdəki allellər aşağıdakı kimi müəyyən edilir:

  • Genotip tezliyi aşağıdakılarla hesablanır:
  • Allel tezliyi aşağıdakılarla hesablanır:
  • Dominant/resessiv olan iki allel sistemində birinin tezliyini belə təyin edirik səh və digəri kimi q və standartlaşdırın:
  • Buna görə də ümumi tezliyi hamısıallellər bu sistemdə 100% (və ya 1) bərabərdir
  • Eynilə, ümumi tezliyi bütün genotiplər 1-ə bərabər olduğu halda aşağıdakı kvadratla ifadə edilir:
    • Bu tənlik Hardi-Vaynberq teoremidir ki, gen tezliklərini dəyişdirən təkamül qüvvələri yoxdur.

    Hardy-Weinberg tarazlığının hesablanması (fəaliyyət)

    Bu məşq aiddir PTC dadma məşqi . Bu nümunədən istifadə edərək populyasiya daxilində bir allel üçün seçim üçün test edilə bilər. Sinif ölçüsü kiçik olsa da, bir neçə bölmədən əldə edilən nəticələrin birləşdirilməsi məşqi gücləndirə bilər. Sinif saylarından dominant/resessiv xüsusiyyətləri təxmin etməyi unutmayın.

    1. Resessiv fenotip nədir və genotipi necə təmsil edə bilərik?
    2. Dominant fenotip nədir və genotipləri necə təmsil edə bilərik?
    3. Resessiv genotipin tezliyi nə qədərdir? (q 2)
    4. Resessiv allelin tezliyi nə qədərdir? (q)
    5. Dominant allelin tezliyi nə qədərdir?(p=1-q)
    6. Sinifdəki heterozigotların tezliyini hesablamaq üçün Hardy-Weinberg-dən istifadə edin. (2pq)
    7. Sinifdəki homozigotların tezliyini hesablamaq üçün Hardy-Weinberg-dən istifadə edin. (səh 2)
    8. Çoxsaylı bölmələrin məcmusundan istifadə edərək yerli allel və genotipik tezlikləri Hardy-Weinberg-in proqnozlaşdırdığı ilə müqayisə edin.
    9. Bu kiçik rəqəmi nəzərə alaraq, bu prinsip üçün tələb olunan fərziyyələrlə bağlı problemlərin olduğunu görə bilərik. Təlimatçı seçimin təsiri və/yaxud populyasiya məhdudiyyətləri ilə çoxsaylı populyasiyalara təsirləri göstərmək üçün sinifdə aşağıdakı simulyasiyanı həyata keçirəcək. Bir allele qarşı seçici təzyiqi göstərmək üçün uyğunluq əmsalı tətbiq edilə bilər.
      • Allellərin Populyar Genetika Simulyasiyası
    10. Seçici təzyiq vəziyyətində, a fitnes əmsalı ( w ) təqdim edilə bilər. Bir araşdırma məqaləsi http://www.jci.org/articles/view/64240 Tas2R38 reseptorunun immun reaksiyaya kömək etdiyini göstərdi Pseudomonas. Antibiotiklərə davamlı epidemiyanın olduğu bir vəziyyəti təsəvvür edin Pseudomonas. Bu olardı
      dominant allelin seçici üstünlüyə malik olacağını göstərir.

    • Population Genetics Simulator-da fitnes əmsalını dəyişdirin və bunun bir çox ardıcıl nəsillər üzərində olacağı təsirləri təsvir edin.

    Hardy-Weinberg tarazlığı

    Hardy-Weinberg tarazlıq qanunu bildirir ki, bir populyasiyada allel və genotip tezlikləri narahatedici amillərin olmadığı halda bir nəsildən sonrakı nəslə sabit qalacaq. Bu kalkulyatorda Hardi-Vaynberq tarazlığından gözlənilən ümumi homozigotları, gözlənilən heterozigotları, gözlənilən nadir homozigotları və müşahidə edilən genotiplərdən 2 (p və q) allelinin tezlik diapazonunu hesablamaq üçün istifadə edilə bilər.

    Hardy-Weinberg tarazlığının kalkulyatoru

    Hardy-Weinberg tarazlığının düsturu

    pfreq = (CH + (0,5 * H)) / (CH + H + RH)

    qfreq = (RH + (0,5 * H)) / (CH + H + RH)

    ECH = pfreq * pfreq * (CH + H + RH)

    EH = 2 * pfreq * qfreq * (CH + H + RH)

    ERH = qfreq * qfreq * (CH + H + RH)

    chi1 = ((CH – ECH) * (CH – ECH)) / ECH

    chi3 = ((RH – ERH) * (RH – ERH)) / ERH

    • CH = Ümumi Homoziqotlar
    • H = Heterozigotlar
    • RH = Nadir Homoziqotlar
    • ECH = Gözlənilən Ümumi Homoziqotlar
    • EH = Gözlənilən Heterozigotlar
    • ERH = Gözlənilən Nadir Homoziqotlar
    • pfreq = p Allel Tezliyi
    • pfreq = q Allel Tezliyi

    Hardy-Weinberg prinsipi, modeli, teoremi kimi də tanınır.

    Hardy-Weinberg tarazlığının nümunəsi

    Əgər müşahidə edilən ümumi homozigotlar 21, heterozigotlar 10 və nadir homozigotlar 2-dirsə, onda

    Addım 1: p Allel Tezliyi

    Addım 2: q Allel Tezliyi

    Addım 3: Gözlənilən CH

    Addım 4: Gözlənilən H

    Addım 5: Gözlənilən RH

    Gözlənilən RH = 1.4848

    Addım 6: Chi Meydanı

    chi1 = ((CH – ECH) * (CH – ECH)) / ECH

    chi1 = ((21 – 20.4848) * (21- 20.4848)) / 20.4848

    chi2 = ((H – EH) * (H – EH)) / EH
    chi2 = ((10 – 11.0303) * (10 – 11.0303)) / 11.0303
    chi2 = 0,0962

    chi3 = ((RH – ERH) * (RH – ERH)) / ERH
    chi3 = ((2 – 1,4848) * (2 – 1,4848)) / 1,4848
    chi3 = 0,1787

    chi 2 = chi1 + chi2 + chi3
    chi 2 = 0,0129+0,0962+0,1787
    chi 2 = 0.2879


    İmtahan &lparçalar&rpar Suallar və Cavablar > GIZMOS&kolon Tələbə Kəşfiyyatı&kolon Hardy-Weinberg Tarazlığı

    İmtahan lparelaborations & rpar Suallar və Cavablar & gt Gizmos & colon Tələbə Exploration & colon Hardy-Weinberg Equilibrium & NewLineName & colon Steven Maldonado Tarix və colon May 2 & vergül 2017 Student Exploration & colon Hardy-Weinberg Equilibrium Vocabulary & colon allel & vergül genotip və vergül Hardy-Weinberg tənlik & vergül Hardy-Weinberg prinsipi & vergül heteroziqot & vergül homozy gous & vergül Punnett kvadrat Prior Knowledge Sual lparDo bu ƏVVƏL istifadə Gizmo&dövr&rpar Fərz edək ki, quşun lələk rəngi iki allel&vergül D və d&dövr ilə idarə olunur. D alleli tünd tüklər&vergüllə nəticələnir, d alleli isə daha açıq tüklərlə nəticələnir&dövr 1&dövr Fərz edək ki, iki Dd quşu cütləşir&dövr DD&comma və neçə faizdən istifadə edərdiniz DD&commaque və təxmin edərdiniz? Cavabınızı təyin etməyə kömək etmək üçün sağda Punnet kvadratı&dövr 2&dövr Bu vəziyyətdə &lparDd&rpar və homozigotlu &lparDD və dd&rpar nəslinin hansı nisbəti ilə &rsqb Gi tapmağı və axtarmağı gözlədiyinizi vergüllə qoyun. zmo İstiləşmə Bir çox faktorlar&mdaşimmiqrasiya&vergül təbii seçmə&vergül ovçuluğu&vergül və sairə&mdash populyasiyanın tərkibinə təsir edə bilər&dövr. və Wilhelm Weinberg müstəqil olaraq bu cür populyasiyaları idarə edən qanunları kəşf etdi&dövr Bu qanunlar Hardy-Weinberg Equilibrium Gizmo&trade&period 1&period-da araşdırıla bilər SİMULASYON panelində gördüyünüz tutuquşular 500 tutuquşudan ibarət daha böyük bir populyasiyanı təmsil edir&dövr Hər bir neçə tutuquşu seçin. ilkin populyasiya&quest 2&dövr TƏSVİRİ nişanına qayıdın&dövr Başla&vergül və sonra Cins&dövr klikləyin Nə baş verir&quest 3&dövr Hatch&vergül klikləyin və CƏDVƏL sekmesine baxın&dövr İndi tutuquşu populyasiyaları nələrdir&quest Fəaliyyət A&colon Alleles&Genozoty&Getlonoty hazırdır &boğa TƏSVİRİ sekmesinde &vergülü basın Sıfırla&nöqtə &boğa DD-nin 50&% və dd olduğunu yoxlayın&%30&dövr Sual&kolon Cütləşmə təsadüfi olduqda və heç bir təbii seçim baş vermədikdə genotiplərin və allellərin nisbəti zamanla necə dəyişəcək&əvvəlcədən soruşun və gözləyin d allelləri zamanla dəyişəcək&quest Mən homozigotdan bir dəyişiklik olacağını gözləyirəm ki, heterozigot tutuquşuların ümumi populyasiyası artsın &lparDd&rpar&dövr 2&dövr Məlumat toplayın&kolon Gizmo-da nəsil işlədin&dövr Hatch&vergül düyməsini kliklədikdən sonra allel və genotipə görə bu proses üçün faizləri doldurun& 5 nəsil üçün&dövr 3&dövr Təhlil et&kolon işarəsi Verilənlərinizdə hansı nümunələri görürsünüz&quest 4&növqədə Şərh et&kolon işarəsi ALLELE QRAFİ nişanını seçin&nöqtə Bu qrafik nəyi göstərir&quest 5&nöqtə Şərh et&kolon nöqtəsi GENOTYPE QRAFİ-ni seçin. ivity A &lparəvvəlki səhifədən davam edir&rpar 6&dövr Məlumat toplayın&kolon işarəsi TƏSVİRİ sekmesinde&vergülü basın Sıfırla&dövr nəsilləri&dövr Aşağıdakı cədvəldə hər nəsil üçün allel və genotip faizlərini qeyd edin&dövr 7&dövr Təhlil edin&kolon işarələyin. ikincidə&vergül var hər nəsildən sonra artımlar və artımlar&dövr 8&nöqtə Nəticə çıxarın&kolon Hardi-Vaynberq prinsipi bildirir ki, nisbətlər Hardi-Vaynberq prinsipi bu tutuquşuların populyasiyasını nə qədər yaxşı təsvir edir&quest 9&növq. inkişaf edən&qust izah et&dövr Sual&kolon nöqtəsi Genotip faizlərinin allel faizləri ilə necə əlaqəsi var&quest 1&dövr Hesabla&kolon Bu ana populyasiyadan nə qədər DD&vergül Dd&vergül və dd nəslin nəticələnəcəyini proqnozlaşdırmaq üçün ehtimal qanunlarından istifadə edə bilərsiniz&dövr A&nöqtə hat populyasiyada D allellərinin cari faizidir&quest B&dövr populyasiyada d allellərinin cari faizi neçədir&quest C&dövr D allelinin valideyndən miras qalma ehtimalı nədir&lparHint&colon D allellərinin faizini ondalığa çevirin&rpar D&period nədir? reklam allelinin miras qalma ehtimalı&quest 2&nöqtə İzah edin&kolon işarəsi iki allel&vergül ilə müəyyən edilirsə p və q cəmi 1-dir&nöqtə Niyə bu doğrudur&quest 3&nöqtə Hesablayın&kolon Sağ tərəfdəki D və d allellərinin yanında cari p və q dəyərlərini daxil edin. Sonra hər bir nəslin genotipinin ehtimalını hesablayın&dövr Bu dəyərləri ayrı-ayrı kvadratlara yazın&dövr Məsələn&kvadratdakı yuxarı sol xana DD nəslinin olma ehtimalını ifadə edir&dövr D allelinin hər bir valideyndən miras qalma ehtimalı p&vergül, ona görə də DD ehtimalı p-dir. 2&dövr Dörd kvadratda ehtimalların cəmi neçədir es&quest p2&plus2pq&plusq2 4&period Manipulyasiya et&kolon İndi hər genotipin ehtimalı üçün cəbri ifadəni p &lparti olaraq D&rpar və q &lparts d&rpar və q &lparts d&rpar&dövrün irslənmə ehtimalı baxımından P&rpar&dövrün yuxarıdakı şərtlərindən istifadə edin. bir DD nəslinin&quest B&dövrü p və q&vergül baxımından dd nəslinin ehtimalı nədir&quest C&period P və q&vergül baxımından Dd nəslinin ehtimalı nədir&lparFəaliyyət B növbəti səhifədə davam edir&rpar Fəaliyyət B &lparcontinupared &lparcontinupared -Vaynberq tənliyi bildirir ki, hər bir genotipin ehtimallarının cəmi 1&kolon nöqtəsinə bərabərdir.Niyə Dd ehtimalı 2pq&quest 6&period Predict&colon bərabərdir DD hələ də 30&percnt və dd hələ də 70&percnt&percnt&period70& və Hatch&s dövr Nəticə olan genotip faizləri və axtarışı Faktiki faizlər və iki nöqtə Bunlar proqnozlaşdırılan dəyərlərə nə qədər yaxındırlar və axtarış Onlar proqnozlaşdırılan dəyərlərə çox yaxındırlar&dövr 8&dövr Tətbiq et&kolon Dominant&solresessiv gen&vergül üçün çox vaxt dominant və resessiv allellərin faizini müəyyən etmək çətindir, çünki populyasiyada fərdi allelləri ifadə edir. dominant əlamət ya homozigot &lparDD&rpar, ya da heterozigot ola bilər. q 2&quest-in qiyməti q2-nin qiyməti B&dövrdür q 2&vergülü bilirsinizsə q&dövrünü hesablaya bilərsiniz q&quest-in qiyməti nədir C&dövr Xatırlayın ki, p &plus q 1-ə bərabərdir&dövr p&quest D&dövrün qiyməti nədir p&comma və q&comma qiymətlərinə əsaslanır. hesablamaq DD və Dd genotiplərinin faizlərini yeyin&kolon 9&dövr Yoxlayın&kolon Əgər populyasiya Hardi-Veynberq tarazlığındadırsa&vergül genotip faizləri zamanla sabit qalacaq&dövr DD-ni yuxarıda D hissəsində verilmiş qiymətə və dd-ni 16%-ə təyin edin&dövr Bir neçə nəsil işlədin& faizlər nisbətən sabit qalır&quest İzahat&dövr Sual&kolon nöqtəsi Populyasiyanın Hardy-Veynberq tarazlığında olub-olmadığını necə müəyyən edə bilərsiniz&quest 1&period Manipulyasiya&kolon nöqtəsi Hardy-Weinberg tənliyi p 2 & plus 2pq & plus q 2 & bərabərdir 1&vergül & proability & proability & probility & d&qub; DD&vergül 2pq &Dd&vergül və q2 ehtimalına bərabərdir &dd&dövr ehtimalına bərabərdir A&dövr altında Hardy-Veynberq kəmiyyətlərini göstər&dövr Qeyd edək ki, iki termin var&kolon Dd&bullDd və DD&bulldd&nöqtə Bu sətirlərin hər birini yenidən yazın və üçüncü sətir B&qi şərtidir. nisbəti &lparDd&bullDd&rpa r &sol &lparDD&bulldd&rpar&dövr Bu nisbəti p və q&vergül baxımından yenidən yazın və sonra ifadəni sadələşdirin&nöqtə İşinizi&dövrünüzü göstərin &lpar2pq&rpar&lpar2pq&rpar&sol &lparp2&rpar&lparq2&rpar Sadələşdirilmiş C&rpar&lparq2&rpar Bu nisbəti adətən sizdən gözləyərdik. populyasiya Hardy-Veynberq tarazlığında olduqda&əmsalın tapılması populyasiyanın tarazlıqda olub-olmadığını görmək üçün sürətli test kimi istifadə edilə bilər&nöqtə &lparQeyd&kolon Əksər populyasiyalarda&vergüldə nisbət təxminən 2 ilə 8 arasında dəyişəcək. Dd&bullDd &sol DD&bulldd-in ilkin dəyəri 0 olarkən&nöqtə Başla&vergül Cins&vergül və Hatch&nöqtə Klikləyin Aşağıdakı cədvəldə 5 nəsil üçün DD&vergül Dd&vergül və Dd&bullDd &sol DD&bulldd faizini qeyd edin&dövr 3&uumlD& &vergül, populyasiya Hardy-Veynberq tarazlığında olduğu müddətcə gözlənilən 4 dəyərinə kifayət qədər yaxın qalmağa meylli olacaq&dövr Dd&bullDd &sol DD&bulldd dəyəri 4-dən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirsə &lpar məsələn&vergül 2-dən aşağı və ya 8-dən yuxarıdır&rpar&vergül bu, əhalinin tarazlıqda deyil və seçim baş verə bilər


    Hardy-Weinberg Tarazlığı: İki bacı tapmaq ehtimalını hesablamaq (təsadüfi cütləşmə) - Biologiya

    Tələb olunan oxunuşlar: Avise mətni, səh. 248-257, Gillespie kitabı Fəsil 1, 2 və 5.

    Populyasiya genetikası Mendelin qanunlarını, Hardi-Vaynberq prinsipini və bütün orqanizm populyasiyalarına aid olan digər genetik prinsipləri öyrənir. Populyasiya genetikası populyasiyalardakı genetik dəyişkənliyi təsvir edir və müşahidə, təcrübə və nəzəriyyə ilə bu dəyişkənliyin zaman və məkanda necə dəyişdiyini müəyyən edir. Başqa sözlə, təbii populyasiyalarda nə qədər variasiya mövcuddur və variasiyanı mənşə, saxlama və təkamül əhəmiyyəti baxımından necə izah edə bilərik?

    • İdarəetmə məsələləri. Biz g dilində nümunələr və meyllər haqqında suallara cavab verə bilərikenetik dəyişkənlik, gen axını (populyasiyalar genetik cəhətdən bağlıdırmı?), dağılma nümunələri (erkəklər və ya qadınlar daha da dağılmağa meyllidirlərmi?), N.e (aşağıda nəzərdən keçirəcəyimiz effektiv populyasiya sayı), populyasiyanın sayındakı dalğalanmalar (“darboğazlar” adlanır və aşağıda qeyd olunur), məhkəmə-tibbi ekspertiza tətbiqləri (hüquqi hallar – şübhəli şəxsin dondurucusunda olan cəmdəklər tərəfindən aşkar edilmiş brakonyerlik heyvanı ilə uyğun gəlirmi? nəzarətçi) və əhalinin ölçüsünün qiymətləndirilməsi (genetik işarənin geri alınması üsullarından istifadə etməklə).
    • Nəsli kəsilməkdə olan və nəsli kəsilməkdə olan növlərin qorunması. Qohumluq depressiyasının qarşısını almaq üçün genetik dəyişkənliyin qiymətləndirilməsi (yalnız qaraayaqlı ferretlər kimi yüksək qiymətli, xarizmatik orqanizmlərə yönəlmiş əsir yetişdirmə proqramları üçün faydalıdır), təhlükə altında olan və nəsli kəsilməkdə olan növlərin tanınması (bu namizəd "növ" əslində daha geniş yayılmış növdən fərqlənirmi? forma başqa yerdə tapıldı?), və hüquq-mühafizə orqanları üçün molekulyar məhkəmə ekspertizası (bu heyvan nəsli kəsilməkdə olan bərədəndir, yoxsa qanuni minkdəndir?).
    • Təkamül anlayışı. Əhali genetikası biomüxtəlifliyin necə yaradıldığını və saxlandığını başa düşmək üçün ardıcıl çərçivə təmin edir. Əhali genetikası təbii seçmənin təsiri altında əlamətlərin yayılmasını izah etməyə kömək edir (böyük bir mövzu, mən bunu çox nəzərə almıram).

    Hardy-Weinberg prinsipi (və onun proqnozlaşdırılan tarazlığı) populyasiya genetikasının təməl daşıdır. 1900-cü illərin əvvəllərində George Hardy və Wilhelm Weinberg tərəfindən müstəqil olaraq hazırlanmış Hardy-Weinberg prinsipi allel tezliklərə genotip tezliklər. Əksər modellər kimi, Hardy-Weinberg də real dünya mürəkkəbliklərinin sadələşdirilməsidir, lakin buna baxmayaraq, o, heyrətamiz izah gücünə malikdir.

    • Təsadüfi olmayan cütləşmə yoxdur
    • Sonsuz populyasiya ölçüsü (= Genetik Drift yoxdur)
    • Mutasiya yoxdur
    • Genetik miqrasiya yoxdur (adətən fərdlərin səpələnməsi ilə allellərin bir populyasiyadan digərinə daimi hərəkəti)
    • Təbii seleksiya yoxdur (üstəlik cinsi seçim)

    Beş əsas fərziyyədən hər hansı birinin pozulması təkamül dəyişikliyinə səbəb olan əsas qüvvələrdir.

    Unutma ki, a allel tək lokusda genin (DNT parçası) variant formasıdır (latınca "yer" deməkdir, buna görə də biz müəyyən bir uzantıya istinad edirik - məsələn, Xromosom 13-də 275 əsas cütün uzanması). Bir allel tezliyi (genetiklər buna "gen tezliyi" deyirlər) buna görə də populyasiyada allelin ümumiliyinin ölçüsüdür (populyasiyada spesifik allelin nisbəti - nə qədər ümumidir) A ["böyük A"] alleli və ya a ["kiçik bir"] allel). A genotip müəyyən bir lokus və ya lokuslar dəsti üçün spesifik allel tərkibidir (Aa, AAvə ya AaBBcc bir neçə lokus üçün ikinci genotipə qarşı AabbCc). Genotip tezliyi populyasiyada genotipin ümumiliyinin ölçüsüdür, yəni populyasiyada spesifik genotipin nisbətidir. Genotipləri müzakirə edərkən iki əsas termin vacibdir: homozigotheterozigot. Homoziqotda eyni allelin iki nüsxəsi var (məsələn, AA və ya bb). Heterozigotun müəyyən bir lokusda iki fərqli alleli var (məsələn, Aa və ya Dd). Allel və genotip tezlikləri mütənasib olduğundan, əgər bütün mümkün variantları daxil etmişiksə, onlar həmişə 1.0-a bərabər olur.


    Gözlənilən genotip tezlikləri:

    Yuxarıda verilmiş beş fərziyyə ilə iki alleli olan bir gen üçün genotip tezliklərini hesablamaq olar (Aa). Homoziqot genotipin tezliyi AA bir allel ehtimalıdır A başqa allel ilə birləşmək A. Gözlənilən tezlik sadəcə ayrı allel tezliklərinin məhsuludur. terminindən istifadə edəcəyik səh allel tezliyinə istinad etmək A: Tezlik AA = səh 2 Eqn 3.3 Heterozigot genotipin tezliyi Aa allel ehtimalıdır A allel ilə birləşmədir a. Qeyd edək ki, bu birləşmələri əldə etməyin iki mümkün yolu var -- A atadan və a anadan və ya əksinə (aşağıdakı Şəkil 3.1-i nəzərdən keçirin). Tezliyi Aa = 2pq Eqn 3.4 Homoziqot genotip tezliyi aa bir allel ehtimalıdır a başqa allel ilə birlikdə a. Tezliyi aa = q 2 Eqn 3.5


    Şəkil 3.1. Hardy-Weinberg genotip nisbətlərinin diaqramı. Təyin edilmiş iki alleli olan bir lokus verilir Aa tezliklərlə baş verir səhq, diaqram genotip tezliklərini göstərir (səh 2 , 2pq, və q 2 ) müxtəlif rəngli sahələr kimi. Qeyd edək ki, heterozigotlar (mavi + sarı = yaşıl) iki fərqli şəkildə əmələ gələ bilər (kombinasiya nəzəriyyəsi baxımından bu, nizamın vacib olmadığı deməkdir). Bu məntiqi və onun nəticələrini çoxsaylı allellərə və çoxlu lokuslara genişləndirmək populyasiya genetikasının əsas nəzəriyyəsinin çox hissəsinin əsasını təşkil edir.
    Məsələn: əgər səh = 0,75 və q = 0.25, gözlənilən genotip tezliklərini hesablamaq üçün 3.3, 3.4 və 3.5-dən istifadə edə bilərik. AA = səh 2 = 0.75 * 0.75 = 0.5625

    Aa = 2pq = 2 * 0.75 * 0.25 = 0.375

    aa = q 2 = 0.25 * .025 = 0.0625 Bənzərlik 3.6 İndicə hesabladığımız dəyərlər GÖZLƏNİLİR genotip tezliklər ƏGƏR Hardy-Weinberg fərziyyələri qüvvədədir. İndi biz bunu faktiki MÜŞAHİDƏ EDİLƏN genotipik məlumatlardan (məsələn, Vayominq qara ayıları üçün mikropeyk məlumatları) necə yoxlaya biləcəyimizə müraciət edirik. Hesablamaq üçün allel Bizə lazım olan tək tezliklər müşahidə olunan genotip tezlikləridir. [Beş qüvvə haqqında heç bir fərziyyə lazım deyil, lakin hansı statistik tələb. fərziyyə et yerimiz olmalıdır?] səh = s 2 + (2pq/2) və q = q 2 + (2pq/2) Eqn 3.7 Gəlin əvvəldən nümunəyə baxaq. Biz iki alleli, 120 və 122 olan iki təkrar mikropeyk markeri ilə alabalıq populyasiyasını araşdıracağıq. Sadəlik üçün allele 120 deyək. A və allel 122 a. Biz 100 fərdləri genotipləyirik və genotip tezliklərini tapırıq AA = 0.25, Aa = 0,5 və aa = 0.25 (bunları cəmlədikdə yoxlayın genotip tezliklər birinə əlavə olunur). Bu populyasiyanın Hardi-Vaynberq tarazlığında olub-olmaması sualını veririk. Əvvəlcə hesablamalıyıq səhq (allel tezlikləri Aa qeyd edək ki, Aa allellərin özlərinin adlarıdır səhq müraciət edin tezliklər bu allellərdən). Tezlikləri 3.6 bəndindən istifadə edərək hesablayırıq. səh = səh 2 + (2pq/2) = 0.25 + (0.5/2) = 0.5

    q = q 2 + (2pq/2) = 0.25 + (0.5/2) = 0.5 Bənzərlik 3.8 Biz görürük ki, 3.1-ci bəndin tələb etdiyi kimi allel tezliklərinin cəmi bir olur. Alel tezliklərindən istifadə edərək, biz 3.3, 3.4 və 3.5-dən istifadə edərək gözlənilən genotip tezliklərini hesablayırıq. AA = səh 2 = 0.5 * 0.5 = 0.25

    Aa = 2pq = 2 * 0.5 * 0.5 = 0.5

    Aa = q 2 = 0.5 * .05 = 0.25 Eqns 3.9 Gözlənilən genotip tezlikləri müşahidə edilən genotip tezlikləri ilə eynidir (mikropeyk məlumatlarından). Bu bizim əhalimizdən xəbər verir edir Hardy-Weinberg tarazlığında. Əgər allel tezliklərindən hesablanan gözlənilən genotip tezlikləri müşahidə olunan genotip tezlikləri ilə eyni olmasaydı, populyasiyamız Hardi-Vaynberq tarazlığında olmazdı -- fərqin olub olmadığını qiymətləndiririk. statistik əhəmiyyətlidir Bir azdan görəcəyimiz kimi, xi-kvadrat testindən istifadə etməklə. [Qeyd edək ki statistik əhəmiyyəti zəmanət deyil bioloji əhəmiyyəti].

    Genotiplərin gözlənilən tezlik paylanması AA, Aa, və aa nisbətlərdə səh 2 , 2pqq 2 müvafiq olaraq Hardy-Weinberg tarazlığı adlanır. Əgər populyasiya yuxarıda sadalanan səkkiz fərziyyəyə cavab verirsə, onda populyasiya birinci nəsildə Hardi-Vaynberq tarazlığına gedəcək və orada qalacaq. Yenə Hardy-Weinberg prinsipi və onun proqnozlaşdırılan tarazlığı, populyasiyaların genetik quruluşunu araşdırmaq üçün başlanğıc nöqtəsi kimi xidmət edən sadə bir modeldir.

    Hardy-Weinberg fərziyyələrini pozmaq

    Təsadüfi cütləşmə, sürüşmə, mutasiya, miqrasiya və təbii seçim kimi əsas fərziyyələrə cavab vermə ehtimalımız nə qədərdir? Əgər fərziyyələri pozsaq, bunun nə qədər fərqi var? Budur Hardy-Weinberg fərziyyələrini pozan proseslərin siyahısı və onların hər birinin bəzi müzakirələri. Bu "böyük beş" qüvvələr təkamül dəyişikliyinin əsas mühərrikləridir. Əhəmiyyətli bir məqamdır verilmiş qüvvənin populyasiyalarda genetik dəyişkənliyi artırmağa və ya azaltmağa meylli olub-olmaması.

    &bull Təsadüfi olmayan cütləşmə (meyllidir azaltmaq genetik variasiya)

    • Qohumluq qohumların (məsələn, bacı-qardaş, əmiuşağı) əhalinin digər üzvləri ilə müqayisədə bir-biri ilə cütləşmə ehtimalının daha çox olduğu hallar.
      Inbreeding allel tezliklərinə təsir etmədən heterozigotluğu azaltmağa meyllidir.
    • Coğrafi strukturlaşma bir çox hallarda fərdlərin coğrafi cəhətdən yaxın fərdlərlə cütləşmə ehtimalı daha uzaq fərdlərlə müqayisədə daha yüksəkdir.
      Coğrafi strukturlaşma mahiyyətcə qohumluğun genişləndirilmiş formasıdır.
    • Müsbət/mənfi Assortiativ cütləşmə müsbət assortiativ cütləşmədə (adətən yalnız assortiativ cütləşmə adlanır) müəyyən fenotip və ya genotipin fərdləri oxşar fərdlərlə cütləşməyə meyllidirlər (məsələn, A1A1 başqaları ilə cütləşməyə meyllidirlər A1A1). Assortiativ cütləşmə, gen tezliklərinə təsir etmədən heterozigotluğu (alellər kimi bir araya gətirmək) azaldacaq.
      Mənfi assortiativ cütləşmədə (adətən disassortativ cütləşmə adlanır) fərdlər fərqli fərdlərlə cütləşməyə meyllidirlər.
      Disassortativ cütləşmə, gen tezliklərinə təsir etmədən heterozigotluğu (alellərdən fərqli olaraq bir araya gətirmək) artırmağa meyllidir.
    • Nadir allel üstünlüyü. Bəzi cütləşmə sistemlərində nadir allel daşıyan erkək cütləşmə üstünlüyünə malikdir.
      Nadir allelin üstünlüyü nadir allelin tezliyini artırmağa və beləliklə də heterozigotluğu artırmağa meyllidir.
    • Cütləşmə sistemi effektləri çoxarvadlı cütləşmə sistemində cütləşmələrin qeyri-mütənasib payını əldə edən bir və ya bir neçə erkək genetik olaraq həddən artıq təmsil olunacaq (bu, nadir allel effektindən əsasən onunla fərqlənir ki, kişinin uğuru nadir allellərə malik olmasından asılı deyil -- hər hansı nadir onun təsadüfən sahib olduğu allellər, lakin sonrakı nəsildə tezliyi artacaq). Cütləşmə müvəffəqiyyətindəki fərq həm gen tezliklərini, həm də heterozigotluq səviyyəsini dəyişə bilər (yuxarı və ya aşağı populyasiyadakı tezliklərə nisbətən uğurlu kişilərin genotiplərindən asılı olacaq).

    &bull Təsadüfi genetik sürüşmə (həmişə genetik dəyişkənliyi azaldır)

    Təsadüfi genetik sürüşmənin təsiri əhalinin sayı ilə tərs mütənasibdir. Alel tezlikləri dəyişir, çünki nəsillərdə görünən genlər valideyn genlərinin mükəmməl bir nümunəsi deyildir (sonlu populyasiyada). Drift təsadüfi bir proses olduğundan, sürüşmənin nəticələri ehtimallar kimi ifadə edilməlidir. Drift aradan qaldırır populyasiyanın sayına tərs mütənasib nisbətdə populyasiyadan genetik variasiya. Əhalinin sayı azaldıqca sürüşmə qüvvəsi artır və əksinə. Drift yeni mutasiyaların sağ qalma ehtimalına da təsir edir. Allelin fiksasiyaya keçməsi ehtimalı onun populyasiyadakı tezliyinə bərabərdir -- 0,2 (20%) tezliyi olan bir allelin fiksasiya şansı 20% olur. Mutasiya ilə təqdim edilən yeni allellər demək olar ki, qaçılmaz olaraq aşağı tezliklərdə başlayır və fiksasiya ehtimalı aşağıdır. Drift nadir allellərin itirilməsinə və ümumi allellərin fiksasiyasına səbəb ola bilər. Əhali çox olarsa, sürüklənmənin təsiri azdır.

    Mərmər bənzətməsi: İçində on müxtəlif rəngdə milyon mərmər olan bir banka düşünün. Əgər biz a təsadüfi 500.000 nümunə, demək olar ki, bütün mərmərləri orijinal nisbətlərə çox oxşar nisbətlərdə ehtiva edəcəkdir. Yalnız beş mərmər seçsək, mütləq qərəzli nümunəmiz olacaq (biz 10 alleldən 5-dən çoxunu seçə bilmərik - hər hansı dublikat və daha da az allelimiz olacaq). 50 nümunə götürsək belə, çətin ki, ilkin milyonun nisbətlərini qoruyaq -- kiçik nümunə bizə reprezentativ massiv çəkməyimizə mane olur. Eynilə, sürüşmə əhalinin sayı ilə tərs mütənasibdir -- böyük əhali = kiçik sürüşmə, kiçik əhali = böyük sürüşmə.

    Drift nəsli kəsilməkdə olan (kiçik, demək olar ki, tərifinə görə) populyasiyalara böyük təsir göstərə bilər. Digər növlər üçün sürüşmənin böyük təsirlərə malik olması uzun müddət (minlərlə, yüz minlərlə və hətta milyonlarla il) çəkə bilər.
    Şəkil 3.2.
    Genetik sürüşmənin kompüter simulyasiyası. taleyi A1 allel (tezlik ilə s, üstündə Y-ox) 100 nəsillik bir zaman kursu üçün beş təkrar populyasiyada göstərilir (zaman X-axis). Qeyd edək ki, əgər səh 0-a düşür və ya sonra 1.0-a yüksəlir A1 itiriləcək (0) və ya fiksasiyaya çatacaq (1.0). Bu tezliklər (0 və 1.0) buna görə də "udma sərhədləri" adlanır. Tez-tez təsadüfi prosesləri xarakterizə edən kəsikli traektoriyalara da diqqət yetirin.

    &boğa Seçimi (genetik dəyişkənliyi azaldır)

    Seleksiya ətraf mühitə və ya cütləşmə uğurunun əldə edilməsinə daha uyğun olan fenotiplərin diferensial sağ qalması və çoxalmasıdır. Seçim məsul olan təkamül qüvvəsidir uyğunlaşma ətraf mühitə. Seçim, ümumiyyətlə, populyasiyadan genetik dəyişkənliyi aradan qaldırır (bəzən “tezlikdən asılı” və ya “balanslaşdırıcı” seçim kimi xüsusi hallar variasiyanı saxlayan qüvvələr rolunu oynaya bilər). Yaşamaqda və ya çoxalmada üstünlüklər verən allellər gələcək nəsildə daha böyük nisbətdə təmsil olunacaqlar. Çoxsaylı nəsillərdən sonra (tələb olunan vaxt seçimin intensivliyindən və əlamətin irsiyyətindən asılı olacaq) üstünlüklü allel fiksasiyaya yayılmağa meyllidir. Darvinin etdiyi kimi, bir-birindən ayırmaq bəzən faydalıdır (və demək olar ki, həmişə maraqlıdır). təbiicinsi seçim.

    Sürünmə və təbii seçmə meyl edərsə azaltmaq genetik variasiya, nə saxlayır və ya artır o? -- Mutasiya.

    &Bull Mutasiyası (genetik dəyişkənliyi artırır və yeni variantlar təqdim edir)

    Mutation is the process that produces a gene or chromosome set differing from the wild-type (ancestral allele). Mutation restores genetic variation to a population by producing novel alleles. Mutation is difficult to measure or observe directly, and rates of mutation can vary between loci. It is usually a weak force and therefore tends not to pull populations very far from Hardy-Weinberg equilibrium -- over long enough time periods, though, even a weak force can have major effects (e.g., the erosion of the Grand Canyon). Much of the neutral theory of genetic variation is based on a calculation of the balance between drift and mutation as forces of change.

    &bull Genetic Migration (distributes and homogenizes genetic variation)

    Genetic migration is the permanent movement of genes from one population into another. Migration can restore genetic variation into isolated and differentiated populations or reduce variation among populations when it occurs frequently. Assessing the patterns and importance of genetic migration (often referred to as "gene flow") is one of the major aims of population genetics. [Note that this definition of migration is very different from that for the seasonal back and forth movement of birds, for example, from breeding grounds in the temperate zone to non-breeding grounds in the tropics. Migration, in that sense may have little effect on permanent movement of alleles].

    Some absolute basics about probability and combination theory:

    Much of population genetics involves manipulations of equations that have a base in either probability theory or combination theory. We saw combination theory in action when we used the formula for the number of distinct unrooted trees as a function of the number of OTUs. The basic Hardy-Weinberg equation səh 2 + 2 pq + q 2 is a probabilistic one (with the addition that since order is unimportant we account for two ways to get heterozygotes).


    Lecture January 5: Hardy-Weinberg Proportions

    If the mentioned assumptions hold then the Hardy-Weinberg proportions are achieved in one generation, and after that the allele frequencies stay the same in all future generations.

    Example 1: MN red blood cell locus

    The observed numbers and the numbers expected from Hardy-Weinberg proportions for the MN blood group locus in an English sample of 1000 blood donors (from Cleghorn 1960)
    Fenotip Genotip Observed Number Expected Number
    M MM 298 p*p*T=294.3
    MN MN 489 2*p*q*T=496.3
    N. NN 213 q*q*T=209.3
    Total T 1000 1000

    Use the "Algebra of the Hardy-Weinberg Equilibrium" to calculate the p and q of the MN blood locus example.


    Təkamül mexanizmləri

    Biologists organize their thinking about biological processes using evolution as the framework. There are four key mechanisms that allow a population, a group of interacting organisms of a single species, to exhibit a change in allele frequency from one generation to the next. These are evolution by: mutation, genetic drift, natural selection, and gene flow. Each type of evolution can be characterized by how it affects fitness, adaptation, the average phenotype of a trait in a population, and the genetic diversity of the population.

    Mutation generates variation

    Evolution by mutasiya occurs whenever a mistake in the DNA occurs in the heritable cells of an organism. In the single-celled asexual organisms, such as bacterial, the whole cell and its DNA is passed on to the next generation because these organisms reproduce via binary fission. For sexual organisms, mutations are passed to the next generation if they occur in the egg or sperm cells used to create offspring. Mutations occur at random in the genome, but mutations of large effect are often so bad for the organism that the organism dies as it develops, so mutations of smaller effect or even neutral mutations are theoretically more common in a population. The variation that is created in a population through the random process of mutation is called standing genetic variation, and it must be present for evolution to occur. Mutation is the raw stuff of evolution because it creates new heritable phenotypes, irrespective of fitness or adaptation. Mutation rates are actually pretty low for most genes, ranging from 10^-6 for the average human gene to 10^-10 for the average bacterial gene (from https://bionumbers.hms.harvard.edu/).
    Because mutation rates are low relative to population growth in most species, mutation alone doesn’t have much of an effect on evolution. But mutation combined with one of the other mechanisms of evolution (genetik sürüşmə, təbii seleksiya, non-random mating,gene flow) can result in meaningful changes in allele frequencies in a population.

    Evolution by genetic drift causes changes in populations by chance alone

    Evolution by genetik sürüşmə occurs when the alleles that make it into the next generation in a population are a random sample of the alleles in a population in the current generation. By random chance, not every allele will make it through, and some will be overrepresented while other decline in frequency regardless of how well those alleles encode for phenotypic suitability to the environment, so sometimes drift reduces the average fitness of a population for its environment. Populations are constantly under the influence of genetic drift. The random drifting of allele frequencies always happens, but the effect is subtle in larger populations. In these cases, the signal of genetic drift is easily swamped out by the stronger effects of selection or gene flow, so we often ignore drift except in small or endangered populations, where a random draw of alleles can dramatically change the population’s chance of survival in the next generation.

    Populyasiyada genetik sürüşmə təsadüfən populyasiyadan allelin yox olmasına səbəb ola bilər. In each generation, a random set of individuals reproduces to produce the next generation. The frequency of alleles in the next generation is equal to the frequency of alleles among the individuals reproducing.
    Sizcə, genetik sürüşmə adada və ya materikdə daha tez baş verəcək? (Mənbə: OpenStax Biology)

    Evolution by natural selection results in individuals that are a better fit to their environment

    Evolution by təbii seleksiya occurs when the environment exerts a pressure on a population so that only some phenotypes survive and reproduce successfully. The stronger the selective pressure or the selection event the fewer individuals make it through the sieve of natural selection. Those phenotypes that survive a strong selection event, such as a drought, are a better fit for an environment that suffers drought. Another way to say this is that they have higher Darvinist fitness.
    The finches on the Galápagos islands have provided a robust study system for observing natural selection in action over the past decades (see the work of Peter and Rosemary Grant and their collaborators). The small finches on the island of Daphna Major have strong beaks to feed on seeds. Smaller beaked birds can only crack open the smallest seeds, while birds with larger beaks prefer larger seeds. In 1977, drought reduced the number of small seeds, so many small-beaked finches starved to death.

    A drought on the Galápagos island of Daphne Major in 1977 reduced the number of small seeds available to finches, causing many of the small-beaked finches to die. This caused an increase in the finches’ average beak size between 1976 and 1978. (Source: OpenStax Biology)

    Different types of natural selection can impact the distribution of phenotypes within a population. In (a) stabilizing selection, an average phenotype is favored. In (b) directional selection, a change in the environment shifts the spectrum of phenotypes observed. In (c) diversifying selection, two or more extreme phenotypes are selected for, while the average phenotype is selected against. (Mənbə: OpenStax Biology)

    Evolution by gene flow (migration) makes two different populations more similar to each other

    Two different populations are often subject to different selective pressures and genetic drift, so they would be expected to have different allele frequencies. When individuals from one population migrate into a different population, they bring those different allele frequencies with them. If enough migration and mating occurs between two populations, then the two populations will experience changes in allele frequencies and such that their allele frequencies become similar to each other.

    Non-random mating results from mate choice

    Selecting a mate at random is a pretty risky idea because half of your offspring’s genes come from your mate. Təsadüfi olmayan cütləşmə is a more common approach in real populations: think about male birds being selected as mates by females who choose males for their vivid colouration or beautiful and complex birdsong. There is evidence that fish, birds, mice, and primates (including humans) select mates with different HLA genotypes than themselves. We humans also tend to mate more often with individuals who resemble us phenotypically (positive phenotypic assortment). Non-random mating with “like” individuals will shift the genotype frequencies in favour of homozygotes, while non-random mating with “unlike” individuals (negative phenotypic assortment) creates an over-representation of heterozygotes. These shifts can occur without changing the proportion of each allele in the population, also called the allele frequency.
    Watch this Ted Ed video to review these concepts with an easy way to remember them:

    Measuring Evolutionary Change: the Hardy-Weinberg Equilibrium Principle

    How would a researcher know if selection or drift or even mutation were altering the allele frequencies for population? In other words, can we use the mechanisms above to detect evolution happening in real populations? To do that we’d need a null expectation or a baseline against which to measure change. We call that baseline the Hardy-Weinberg equilibrium (HWE). To calculate what the alleles frequencies (p and q in the example below) should be in the absence of any evolution, we need to assume that the population is undergoing no selection, no mutation, no drift, no gene flow, and that individuals are selecting mates at random.
    Also recall that each individual is a diploid, carrying two copies (alleles) of each gene. Assume that the entire population only has two variants, or alleles, for a gene for pea color. Individuals that carry at least one Y allele have yellow coloration, while those who carry two copies of the y allele are green. If the frequency of the y allele is 0.1 = q, then the frequency of the normal allele is p = 1 – q = 0.9. Hardy-Weinberg equilibrium assumes those frequencies will not change from one generation to the next. To show that mathematically, we need to count the alleles in each generation. For instance, we can start by saying that if q = 0.1, then the green pea plants, who have two copies of y, have a genotype frequency of q^2 = 0.01. Likewise the yellow homozygotes have a frequency of p^2 = 0.81. But there’s a third type, the heterozygote, that has one copy of each. We can simply subtract the frequencies to see what the proportion of heterozygotes is: 1 – 0.81 – 0.01 = 0.18. Hardy-Weinberg gives us the simple equation to figure out where the alleles are, assuming no evolution: p^2 + 2pq + q^2 = 1. So, 0.18 = 2pq. Niyə belədir? A heterozygote can inherit it’s green color y allele from either parent, mom or dad. Because there are two ways to arrive at the probability of a heterozygous state (pq), we need to add those two options together, and pq + pq = 2pq.

    When populations are in the Hardy-Weinberg equilibrium, the allelic frequency is stable from generation to generation and the distribution of alleles can be determined from the Hardy-Weinberg equation. If the allelic frequency measured in the field differs from the predicted value, scientists can make inferences about what evolutionary forces are at play. (Mənbə: OpenStax Biology)

    Below is a Crash Course Biology video on Population Genetics that explains Hardy-Weinberg equilibrium dynamically…using ear wax phenotype in humans.

    Recommended Readings
    Grant and Grant. 2002. Unpredictable Evolution in a 30-Year Study of Darwin’s Finches. Science 296: 707-711.


    Questions and Answers GIZMOS: Student Exploration: Hardy-Weinberg Equilibrium

    of a bird is controlled by two alleles, D and d. The D allele results in dark feathers, while the d allele results in lighter feathers. 1. Suppose two Dd birds mate. What percentages of DD, Dd, and dd offspring would you predict? Use the Punnett square at right to help determine your answer. 2. In this situation, what ratio of heterozygous (Dd) to homozygous (DD and dd) offspring would you expect to find? ] Gizmo Warm-up Many factorsimmigration, natural selection, hunting, and so forthcan influence the composition of a population. To determine if one of these factors is affecting a population, it is useful to know what a population looks like when none of these factors is present. In 1908, Godfrey Hardy and Wilhelm Weinberg independently discovered the laws that govern such populations. These laws can be explored in the Hardy-Weinberg Equilibrium Gizmo. 1. The parrots you see on the SIMULATION pane represent a larger population of 500 parrots. Select the TABLE tab. How many parrots of each genotype are in the initial population? 2. Return to the DESCRIPTION tab. Click Begin, and then click Breed. Nə baş verir? 3. Click Hatch, and look on the TABLE tab. What are the parrot populations now? Activity A: Alleles and genotypes Get the Gizmo ready: On the DESCRIPTION tab, click Reset. Check that DD is 50% and dd is 30%. Question: How will the proportion of genotypes and alleles change over time when mating is random and no natural selection is occurring? 1. Predict: How do you expect the proportions of D and d alleles to change over time? I expect there to be a change from homozygous making the overall population of the heterozygous parrots increase (Dd). 2. Gather data: Run a generation in the Gizmo. After clicking Hatch, fill in the allele and genotype percentages for generation 1. Repeat this process for 5 generations. 3. Analyze: What patterns do you see in your data? 4. Interpret: Select the ALLELE GRAPH tab. What does this graph show? 5. Interpret: Select the GENOTYPE GRAPH tab. What does this graph show? (Activity A continued on next page) Activity A (continued from previous page) 6. Gather data: On the DESCRIPTION tab, click Reset. generations. Record the allele and genotype percentages for each generation in the table below. 7. Analyze: Do the patterns you noticed in the first experiment appear in the second? İzah edin. Yes the patterns does appear in the second one, there is are increases and increases after every generation. 8. Draw conclusions: The Hardy-Weinberg principle states that the proportions How well does the Hardy-Weinberg principle describe this population of parrots? 9. Think and discuss: Would you say that this parrot population is evolving? İzah edin. Question: How do genotype percentages relate to allele percentages? 1. Calculate: You can use the laws of probability to predict how many DD, Dd, and dd offspring will result from this parent population. A. What is the current percentage of D alleles in the population? B. What is the current percentage of d alleles in the population? C. What is the probability of inheriting a D allele from a parent? (Hint: Convert the percentage of D alleles to a decimal.) D. What is the probability of inheriting a d allele? 2. Explain: If a trait is determined by two alleles, the sum of p and q is 1. Why is this true? 3. Calculate: Fill in the current p and q values next to the D and d alleles around the Punnett square at right. Then calculate the probability of each offspring genotype. Write these values into the individual squares. For example, the upper left box in the square represents the probability of a DD offspring. The probability of inheriting a D allele from each parent is p, so the probability of DD is p 2. What is the sum of the probabilities in the four squares? p2+2pq+q2 4. Manipulate: Now determine an algebraic expression for the probability of each genotype in terms of p (the probability of inheriting D) and q (the probability of inheriting d). Use the Punnett square above as a guide. A. In terms of p and q, what is the probability of a DD offspring? B. In terms of p and q, what is the probability of a dd offspring? C. In terms of p and q, what is the probability of a Dd offspring? (Activity B continued on next page) Activity B (continued from previous page) 5. Calculate: The Hardy-Weinberg equation states that the sum of the probabilities of each genotype is equal to 1: Why is the probability of Dd equal to 2pq? 6. Predict: Check that DD is still set to 30% and dd is still set to 70%. Predicted percentages: 7. Test: Click Begin, Breed, and Hatch. What are the resulting genotype percentages? Actual percentages: How close are these to the predicted values? They were very close the predicted values. 8. Apply: For a dominant/recessive gene, it is often difficult to determine the percentages of dominant and recessive alleles in a population because individuals that express the dominant trait may be either homozygous (DD) or heterozygous (Dd). The only thing that is known for certain is the percentage of individuals that are homozygous recessive (dd). A. Suppose that 16% of a population is homozygous recessive (dd). According to the Hardy-Weinberg equation, what is the value of q 2? The value of q2 is B. If you know q 2, you can calculate q. What is the value of q? C. Recall that p + q is equal to 1. What is the value of p? D. Based on the values of p and q, calculate the percentages of the DD and Dd genotypes: 9. Check: If a population is in Hardy-Weinberg equilibrium, genotype percentages will remain stable over time. Set DD to the value given in part D above and dd to 16%. Run several generations in the Gizmo. Do the genotype percentages remain relatively constant? İzah edin. Question: How can you determine if a population is in Hardy-Weinberg equilibrium? 1. Manipulate: The Hardy-Weinberg equation is p 2 + 2pq + q 2 = 1, where p = probability of D, q = probability of d, p2 = probability of DD, 2pq = probability of Dd, and q2 = probability of dd. A. Look under Show Hardy-Weinberg quantities. Notice there are two terms: DdDd and DDdd. Rewrite each of these in terms of the variables p and q. B. The third line of the table is the ratio (DdDd) / (DDdd). Rewrite this ratio in terms of p and q, and then simplify the expression. Show your work. (2pq)(2pq)/ (p2)(q2) Simplified C. If a population is in Hardy-Weinberg equilibrium, what would you expect to be the ratio of Because this ratio is usually close to 4 when a population is in Hardy-Weinberg equilibrium, finding the ratio can be used as a quick test to see if a population is in equilibrium or not. (Note: In most populations, the ratio will range from about 2 to 8.) 2. Experiment: With Dd set to 0%, the initial value of DdDd / DDdd is 0. Click Begin, Breed, and Hatch. Record the percentage of DD, Dd, dd, and DdDd / DDdd for 5 generations in the table below. 3. Calculate: What is the mean value of While the value of DdDd / DDdd may vary a bit, it will tend to stay fairly close to the expected value of 4 as long as a population is in Hardy-Weinberg equilibrium. If the value of DdDd / DDdd differs significantly from 4 (for example, below 2 or above 8), it is a sign that the population is not in equilibrium and selection may be taking place. Show Less


    Questions and Answers GIZMOS: Student Exploration: Hardy-Weinberg Equilibrium

    of a bird is controlled by two alleles, D and d. The D allele results in dark feathers, while the d allele results in lighter feathers. 1. Suppose two Dd birds mate. What percentages of DD, Dd, and dd offspring would you predict? Use the Punnett square at right to help determine your answer. 2. In this situation, what ratio of heterozygous (Dd) to homozygous (DD and dd) offspring would you expect to find? ] Gizmo Warm-up Many factorsimmigration, natural selection, hunting, and so forthcan influence the composition of a population. To determine if one of these factors is affecting a population, it is useful to know what a population looks like when none of these factors is present. In 1908, Godfrey Hardy and Wilhelm Weinberg independently discovered the laws that govern such populations. These laws can be explored in the Hardy-Weinberg Equilibrium Gizmo. 1. The parrots you see on the SIMULATION pane represent a larger population of 500 parrots. Select the TABLE tab. How many parrots of each genotype are in the initial population? 2. Return to the DESCRIPTION tab. Click Begin, and then click Breed. Nə baş verir? 3. Click Hatch, and look on the TABLE tab. What are the parrot populations now? Activity A: Alleles and genotypes Get the Gizmo ready: On the DESCRIPTION tab, click Reset. Check that DD is 50% and dd is 30%. Question: How will the proportion of genotypes and alleles change over time when mating is random and no natural selection is occurring? 1. Predict: How do you expect the proportions of D and d alleles to change over time? I expect there to be a change from homozygous making the overall population of the heterozygous parrots increase (Dd). 2. Gather data: Run a generation in the Gizmo. After clicking Hatch, fill in the allele and genotype percentages for generation 1. Repeat this process for 5 generations. 3. Analyze: What patterns do you see in your data? 4. Interpret: Select the ALLELE GRAPH tab. What does this graph show? 5. Interpret: Select the GENOTYPE GRAPH tab. What does this graph show? (Activity A continued on next page) Activity A (continued from previous page) 6. Gather data: On the DESCRIPTION tab, click Reset. generations. Record the allele and genotype percentages for each generation in the table below. 7. Analyze: Do the patterns you noticed in the first experiment appear in the second? İzah edin. Yes the patterns does appear in the second one, there is are increases and increases after every generation. 8. Draw conclusions: The Hardy-Weinberg principle states that the proportions How well does the Hardy-Weinberg principle describe this population of parrots? 9. Think and discuss: Would you say that this parrot population is evolving? İzah edin. Question: How do genotype percentages relate to allele percentages? 1. Calculate: You can use the laws of probability to predict how many DD, Dd, and dd offspring will result from this parent population. A. What is the current percentage of D alleles in the population? B. What is the current percentage of d alleles in the population? C. What is the probability of inheriting a D allele from a parent? (Hint: Convert the percentage of D alleles to a decimal.) D. What is the probability of inheriting a d allele? 2. Explain: If a trait is determined by two alleles, the sum of p and q is 1. Why is this true? 3. Calculate: Fill in the current p and q values next to the D and d alleles around the Punnett square at right. Then calculate the probability of each offspring genotype. Write these values into the individual squares. For example, the upper left box in the square represents the probability of a DD offspring. The probability of inheriting a D allele from each parent is p, so the probability of DD is p 2. What is the sum of the probabilities in the four squares? p2+2pq+q2 4. Manipulate: Now determine an algebraic expression for the probability of each genotype in terms of p (the probability of inheriting D) and q (the probability of inheriting d). Use the Punnett square above as a guide. A. In terms of p and q, what is the probability of a DD offspring? B. In terms of p and q, what is the probability of a dd offspring? C. In terms of p and q, what is the probability of a Dd offspring? (Activity B continued on next page) Activity B (continued from previous page) 5. Calculate: The Hardy-Weinberg equation states that the sum of the probabilities of each genotype is equal to 1: Why is the probability of Dd equal to 2pq? 6. Predict: Check that DD is still set to 30% and dd is still set to 70%. Predicted percentages: 7. Test: Click Begin, Breed, and Hatch. What are the resulting genotype percentages? Actual percentages: How close are these to the predicted values? They were very close the predicted values. 8. Apply: For a dominant/recessive gene, it is often difficult to determine the percentages of dominant and recessive alleles in a population because individuals that express the dominant trait may be either homozygous (DD) or heterozygous (Dd). The only thing that is known for certain is the percentage of individuals that are homozygous recessive (dd). A. Suppose that 16% of a population is homozygous recessive (dd). According to the Hardy-Weinberg equation, what is the value of q 2? The value of q2 is B. If you know q 2, you can calculate q. What is the value of q? C. Recall that p + q is equal to 1. What is the value of p? D. Based on the values of p and q, calculate the percentages of the DD and Dd genotypes: 9. Check: If a population is in Hardy-Weinberg equilibrium, genotype percentages will remain stable over time. Set DD to the value given in part D above and dd to 16%. Run several generations in the Gizmo. Do the genotype percentages remain relatively constant? İzah edin. Question: How can you determine if a population is in Hardy-Weinberg equilibrium? 1. Manipulate: The Hardy-Weinberg equation is p 2 + 2pq + q 2 = 1, where p = probability of D, q = probability of d, p2 = probability of DD, 2pq = probability of Dd, and q2 = probability of dd. A. Look under Show Hardy-Weinberg quantities. Notice there are two terms: DdDd and DDdd. Rewrite each of these in terms of the variables p and q. B. The third line of the table is the ratio (DdDd) / (DDdd). Rewrite this ratio in terms of p and q, and then simplify the expression. Show your work. (2pq)(2pq)/ (p2)(q2) Simplified C. If a population is in Hardy-Weinberg equilibrium, what would you expect to be the ratio of Because this ratio is usually close to 4 when a population is in Hardy-Weinberg equilibrium, finding the ratio can be used as a quick test to see if a population is in equilibrium or not. (Note: In most populations, the ratio will range from about 2 to 8.) 2. Experiment: With Dd set to 0%, the initial value of DdDd / DDdd is 0. Click Begin, Breed, and Hatch. Record the percentage of DD, Dd, dd, and DdDd / DDdd for 5 generations in the table below. 3. Calculate: What is the mean value of While the value of DdDd / DDdd may vary a bit, it will tend to stay fairly close to the expected value of 4 as long as a population is in Hardy-Weinberg equilibrium. If the value of DdDd / DDdd differs significantly from 4 (for example, below 2 or above 8), it is a sign that the population is not in equilibrium and selection may be taking place. Show Less


    Questions and Answers > GIZMOS&colon Student Exploration&colon Hardy-Weinberg Equilibrium

    Name&colon Steven Maldonado Date&colon May 2&comma 2017 Student Exploration&colon Hardy-Weinberg Equilibrium Vocabulary&colon allele&comma genotype&comma Hardy-Weinberg equation&comma Hardy-Weinberg principle&comma heterozygous&comma homozy gous&comma Punnett square Prior Knowledge Questions &lparDo these BEFORE using the Gizmo&period&rpar Suppose the feather color of a bird is controlled by two alleles&comma D and d&period The D allele results in dark feathers&comma while the d allele results in lighter feathers&period 1&period Suppose two Dd birds mate&period What percentages of DD&comma Dd&comma and dd offspring would you predict&quest Use the Punnett square at right to help determine your answer&period 2&period In this situation&comma what ratio of heterozygous &lparDd&rpar to homozygous &lparDD and dd&rpar offspring would you expect to find&quest &rsqb Gizmo Warm-up Many factors&mdashimmigration&comma natural selection&comma hunting&comma and so forth&mdashcan influence the composition of a population&period To determine if one of these factors is affecting a population&comma it is useful to know what a population looks like when none of these factors is present&period In 1908&comma Godfrey Hardy and Wilhelm Weinberg independently discovered the laws that govern such populations&period These laws can be explored in the Hardy-Weinberg Equilibrium Gizmo&trade&period 1&period The parrots you see on the SIMULATION pane represent a larger population of 500 parrots&period Select the TABLE tab&period How many parrots of each genotype are in the initial population&quest 2&period Return to the DESCRIPTION tab&period Click Begin&comma and then click Breed&period What happens&quest 3&period Click Hatch&comma and look on the TABLE tab&period What are the parrot populations now&quest Activity A&colon Alleles and genotypes Get the Gizmo ready&colon &bull On the DESCRIPTION tab&comma click Reset&period &bull Check that DD is 50&percnt and dd is 30&percnt&period Question&colon How will the proportion of genotypes and alleles change over time when mating is random and no natural selection is occurring&quest 1&period Predict&colon How do you expect the proportions of D and d alleles to change over time&quest I expect there to be a change from homozygous making the overall population of the heterozygous parrots increase &lparDd&rpar&period 2&period Gather data&colon Run a generation in the Gizmo&period After clicking Hatch&comma fill in the allele and genotype percentages for generation 1&period Repeat this process for 5 generations&period 3&period Analyze&colon What patterns do you see in your data&quest 4&period Interpret&colon Select the ALLELE GRAPH tab&period What does this graph show&quest 5&period Interpret&colon Select the GENOTYPE GRAPH tab&period What does this graph show&quest &lparActivity A continued on next page&rpar Activity A &lparcontinued from previous page&rpar 6&period Gather data&colon On the DESCRIPTION tab&comma click Reset&period generations&period Record the allele and genotype percentages for each generation in the table below&period 7&period Analyze&colon Do the patterns you noticed in the first experiment appear in the second&quest Explain&period Yes the patterns does appear in the second one&comma there is are increases and increases after every generation&period 8&period Draw conclusions&colon The Hardy-Weinberg principle states that the proportions How well does the Hardy-Weinberg principle describe this population of parrots&quest 9&period Think and discuss&colon Would you say that this parrot population is evolving&quest Explain&period Question&colon How do genotype percentages relate to allele percentages&quest 1&period Calculate&colon You can use the laws of probability to predict how many DD&comma Dd&comma and dd offspring will result from this parent population&period A&period What is the current percentage of D alleles in the population&quest B&period What is the current percentage of d alleles in the population&quest C&period What is the probability of inheriting a D allele from a parent&quest &lparHint&colon Convert the percentage of D alleles to a decimal&period&rpar D&period What is the probability of inheriting a d allele&quest 2&period Explain&colon If a trait is determined by two alleles&comma the sum of p and q is 1&period Why is this true&quest 3&period Calculate&colon Fill in the current p and q values next to the D and d alleles around the Punnett square at right&period Then calculate the probability of each offspring genotype&period Write these values into the individual squares&period For example&comma the upper left box in the square represents the probability of a DD offspring&period The probability of inheriting a D allele from each parent is p&comma so the probability of DD is p 2&period What is the sum of the probabilities in the four squares&quest p2&plus2pq&plusq2 4&period Manipulate&colon Now determine an algebraic expression for the probability of each genotype in terms of p &lparthe probability of inheriting D&rpar and q &lparthe probability of inheriting d&rpar&period Use the Punnett square above as a guide&period A&period In terms of p and q&comma what is the probability of a DD offspring&quest B&period In terms of p and q&comma what is the probability of a dd offspring&quest C&period In terms of p and q&comma what is the probability of a Dd offspring&quest &lparActivity B continued on next page&rpar Activity B &lparcontinued from previous page&rpar 5&period Calculate&colon The Hardy-Weinberg equation states that the sum of the probabilities of each genotype is equal to 1&colon Why is the probability of Dd equal to 2pq&quest 6&period Predict&colon Check that DD is still set to 30&percnt and dd is still set to 70&percnt&period Predicted percentages&colon 7&period Test&colon Click Begin&comma Breed&comma and Hatch&period What are the resulting genotype percentages&quest Actual percentages&colon How close are these to the predicted values&quest They were very close the predicted values&period 8&period Apply&colon For a dominant&solrecessive gene&comma it is often difficult to determine the percentages of dominant and recessive alleles in a population because individuals that express the dominant trait may be either homozygous &lparDD&rpar or heterozygous &lparDd&rpar&period The only thing that is known for certain is the percentage of individuals that are homozygous recessive &lpardd&rpar&period A&period Suppose that 16&percnt of a population is homozygous recessive &lpardd&rpar&period According to the Hardy-Weinberg equation&comma what is the value of q 2&quest The value of q2 is B&period If you know q 2&comma you can calculate q&period What is the value of q&quest C&period Recall that p &plus q is equal to 1&period What is the value of p&quest D&period Based on the values of p and q&comma calculate the percentages of the DD and Dd genotypes&colon 9&period Check&colon If a population is in Hardy-Weinberg equilibrium&comma genotype percentages will remain stable over time&period Set DD to the value given in part D above and dd to 16&percnt&period Run several generations in the Gizmo&period Do the genotype percentages remain relatively constant&quest Explain&period Question&colon How can you determine if a population is in Hardy-Weinberg equilibrium&quest 1&period Manipulate&colon The Hardy-Weinberg equation is p 2 &plus 2pq &plus q 2 &equals 1&comma where p &equals probability of D&comma q &equals probability of d&comma p2 &equals probability of DD&comma 2pq &equals probability of Dd&comma and q2 &equals probability of dd&period A&period Look under Show Hardy-Weinberg quantities&period Notice there are two terms&colon Dd&bullDd and DD&bulldd&period Rewrite each of these in terms of the variables p and q&period B&period The third line of the table is the ratio &lparDd&bullDd&rpar &sol &lparDD&bulldd&rpar&period Rewrite this ratio in terms of p and q&comma and then simplify the expression&period Show your work&period &lpar2pq&rpar&lpar2pq&rpar&sol &lparp2&rpar&lparq2&rpar Simplified C&period If a population is in Hardy-Weinberg equilibrium&comma what would you expect to be the ratio of Because this ratio is usually close to 4 when a population is in Hardy-Weinberg equilibrium&comma finding the ratio can be used as a quick test to see if a population is in equilibrium or not&period &lparNote&colon In most populations&comma the ratio will range from about 2 to 8&period&rpar 2&period Experiment&colon With Dd set to 0&percnt&comma the initial value of Dd&bullDd &sol DD&bulldd is 0&period Click Begin&comma Breed&comma and Hatch&period Record the percentage of DD&comma Dd&comma dd&comma and Dd&bullDd &sol DD&bulldd for 5 generations in the table below&period 3&period Calculate&colon What is the mean value of While the value of Dd&bullDd &sol DD&bulldd may vary a bit&comma it will tend to stay fairly close to the expected value of 4 as long as a population is in Hardy-Weinberg equilibrium&period If the value of Dd&bullDd &sol DD&bulldd differs significantly from 4 &lparfor example&comma below 2 or above 8&rpar&comma it is a sign that the population is not in equilibrium and selection may be taking place&period Show Less


    Videoya baxın: How to find if population in Hardy-Weinberg equilibrium? (Dekabr 2022).