Hukum Hardy-Weinberg

Hukum Hardy-Weinberg menetapkan bahwa tidak ada variasi genetik jika seleksi alam atau faktor lain tidak bertindak. Sumber: Wikimedia Commons

Apa itu Hukum Hardy-Weinberg?

Itu hukum Hardy-Weinberg, Also called Hardy-Weinberg principle or balance, it consists of a mathematical theorem that describes a hypothetical diploid population with sexual reproduction that is not evolving, that is, that allelic frequencies do not change from generation to generation to generation.

Prinsip ini mengasumsikan lima kondisi yang diperlukan agar populasi tetap konstan: tidak adanya aliran gen, tidak adanya mutasi, perkawinan acak, tidak adanya seleksi alam dan ukuran populasi yang sangat besar tak terbatas. Dengan tidak adanya kekuatan -kekuatan ini, populasi tetap seimbang.

Ketika salah satu asumsi di atas tidak terpenuhi, perubahan terjadi. Untuk alasan ini, seleksi alam, mutasi, migrasi dan penyimpangan genetik adalah empat mekanisme evolusioner.

Menurut model ini, ketika frekuensi alelik dari suatu populasi P Dan Q, frekuensi genotip P², 2PQ Dan Q².

Keseimbangan Hardy-Weinberg dapat diterapkan dalam perhitungan frekuensi alel-alel tertentu yang menarik, misalnya, untuk menghitung proporsi heterozigot dalam populasi manusia.

Kita juga dapat memverifikasi apakah suatu populasi dalam keseimbangan atau tidak dan mengusulkan hipotesis tentang kekuatan apa yang bertindak dalam populasi itu.

Apa teori Hardy-Weinberg?

Teori atau keseimbangan Hardy-Weinberg adalah model nol yang memungkinkan kita untuk menentukan perilaku gen dan frekuensi alelik sepanjang generasi.

Dengan kata lain, itu adalah model yang menggambarkan perilaku gen dalam populasi, di bawah serangkaian kondisi tertentu.

Notasi

Dalam teorema Hardy-Weinberg, frekuensi alelik KE (alel dominan) diwakili dengan surat itu P, sedangkan frekuensi alelik ke (Alel resesif) diwakili dengan surat itu Q.

Frekuensi genotip yang diharapkan P², 2PQ Dan Q², Untuk homozigotus dominan (A A), heterozigot (A A) dan resesif homozigot (A A), masing -masing.

Dapat melayani Anda: holoenzyme: karakteristik, fungsi dan contoh

Jika hanya ada dua alel di lokus tersebut, jumlah frekuensi kedua alel harus sama dengan 1 (P + q = 1).

Perluasan binomial (P + q)² Mereka mewakili frekuensi genotip P² + 2PQ + Q² = 1.

Contoh

Dalam suatu populasi, individu yang mengintegrasikannya saling bersilangan untuk memunculkan keturunannya. Secara umum, kita dapat menunjukkan aspek terpenting dari siklus reproduksi ini: produksi gamet, perpaduan ini untuk menimbulkan zigot, dan pengembangan embrio untuk memunculkan generasi baru.

Bayangkan kita dapat melacak proses gen Mendel dalam peristiwa yang disebutkan di atas. Kami melakukan ini karena kami ingin tahu apakah alel atau genotipe akan meningkatkan atau mengurangi frekuensinya dan mengapa ia melakukannya.

Untuk memahami bagaimana gen dan frekuensi alelik bervariasi dalam suatu populasi, kami akan mengikuti produksi gamet dari satu set tikus.

Dalam contoh hipotetis kami, kawin terjadi secara acak, di mana semua sperma dan ovula dicampur secara acak.

Dalam kasus tikus, asumsi ini tidak benar dan hanya penyederhanaan untuk memfasilitasi perhitungan. Namun, dalam beberapa kelompok hewan, seperti echinodermata tertentu dan organisme akuatik lainnya, gamet dikeluarkan dan bertabrakan secara acak.

Generasi pertama tikus

Sekarang, mari kita fokuskan perhatian kita pada lokus tertentu, dengan dua alel: KE Dan ke. Mengikuti undang -undang yang diucapkan oleh Gregor Mendel, setiap gamet menerima alel lokus a. Misalkan 60% ovula dan sperma menerima alel KE, sedangkan 40% sisanya menerima alel ke.

Oleh karena itu, frekuensi alel KE adalah 0,6 dan alel ke Itu 0,4. Kelompok gamet ini akan ditemukan secara acak untuk menimbulkan zigot, apa yang mungkin membentuk masing -masing dari tiga genotipe yang mungkin terjadi? Untuk melakukan ini, kita harus melipatgandakan probabilitas sebagai berikut:

Itu bisa melayani Anda: Quintana roo flora dan fauna

Genotip A A: 0,6 x 0,6 = 0,36.

Genotip A A: 0,6 x 0,4 = 0,24. Dalam kasus heterozygotus, ada dua bentuk di mana ia dapat berasal. Yang pertama, bahwa sperma membawa alel KE dan ovule alel ke, atau kasus terbalik, sperma ke dan ovule KE. Oleh karena itu kami menambahkan 0,24 + 0,24 = 0,48.

Genotip A A: 0,4 x 0,4 = 0,16.

Generasi kedua tikus

Sekarang, mari kita bayangkan bahwa zigot ini berkembang dan menjadi tikus dewasa yang akan kembali menghasilkan gamet, apakah kita berharap frekuensi alelik menjadi sama atau berbeda dari generasi sebelumnya?

Genotipe A A Ini akan menghasilkan 36% gamet, sedangkan heterozigot akan menghasilkan 48% gamet, dan genotipe A A 16%.

Untuk menghitung frekuensi alel baru, kami menambahkan frekuensi homozigotus ditambah setengah dari heterozigot, sebagai berikut:

Frekuensi alel KE: 0,36 + ½ (0,48) = 0,6.

Frekuensi alel ke: 0,16 + ½ (0,48) = 0,4.

Jika kami membandingkannya dengan frekuensi awal, kami akan menyadari bahwa mereka identik. Oleh karena itu, menurut konsep evolusi, karena tidak ada perubahan dalam frekuensi alelik sepanjang generasi, populasinya seimbang, tidak berkembang.

Asumsi Balance Hardy-Weinberg

Kondisi apa yang harus dipenuhi populasi sebelumnya sehingga frekuensi alelik mereka tetap konstan dengan berlalunya generasi? Dalam model keseimbangan Hardy-Weinberg, populasi yang tidak berevolusi memenuhi asumsi berikut:

Populasinya sangat besar

- Populasi harus memiliki ukuran yang sangat besar untuk menghindari efek stokastik atau acak dari penyimpangan gen.

- Ketika populasi kecil, efek penyimpangan gen (perubahan acak dalam frekuensi alelik, dari satu generasi ke generasi lainnya) karena kesalahan pengambilan sampel jauh lebih besar dan dapat menghasilkan fiksasi atau hilangnya alel tertentu.

Dapat melayani Anda: Pemupukan Eksternal

Tidak ada aliran gen

- Migrasi tidak ada dalam populasi, sehingga mereka tidak dapat mencapai atau meninggalkan alel yang dapat mengubah frekuensi gen.

Tidak ada mutasi

- Mutasi adalah perubahan dalam urutan DNA, dan mungkin memiliki penyebab berbeda. Perubahan acak ini memodifikasi pengumpulan gen dalam populasi, dengan pengantar atau penghapusan gen dalam kromosom.

Perkawinan acak

- Campuran gamet harus dilakukan secara acak -Sebagai asumsi yang kami gunakan dalam contoh tikus-. Oleh karena itu, seharusnya tidak ada pilihan pasangan di antara individu populasi, termasuk endogami (reproduksi individu yang terkait).

- Ketika perkawinan tidak acak, itu tidak menyebabkan perubahan dalam frekuensi alelik satu generasi ke yang berikutnya, tetapi dapat menghasilkan penyimpangan dari frekuensi genotip yang diharapkan.

Tidak ada pilihan

- Tidak ada keberhasilan reproduksi diferensial individu dengan genotipe yang berbeda yang dapat mengubah frekuensi alel dalam populasi.

Dengan kata lain, dalam populasi hipotetis semua genotipe memiliki kemungkinan yang sama untuk mereproduksi dan bertahan hidup.

Ketika suatu populasi tidak memenuhi lima kondisi ini, hasilnya adalah evolusi. Secara logis, populasi alami tidak mematuhi asumsi ini. Oleh karena itu, model Hardy-Weinberg digunakan sebagai hipotesis nol yang memungkinkan kita membuat perkiraan perkiraan gen dan frekuensi alelik.

Selain kurangnya lima kondisi ini, ada kemungkinan penyebab lain yang populasi tidak seimbang.

Salah satunya terjadi saat lokus terkait dengan jenis kelamin atau fenomena distorsi dalam pemisahan atau Drive Meiotic (Ketika setiap salinan gen atau kromosom tidak ditransmisikan dengan probabilitas yang sama untuk generasi berikutnya).

Referensi

1. Andrews, c. (2010). Prinsip Hardy-Weinberg. Pengetahuan Pendidikan Alam.
2. Futuyma, d. J. (2005). Evolusi. Sinauer.
3. Soler, m. (2002). Evolusi: Dasar Biologi. Proyek Selatan.