Генетика популяций

Генетика популяций – раздел генетики, изучающий генетическую структуру популяции, генотипический состав, генофонд популяций. Это позволяет рассчитать частоту рецессивных генов, вызывающих заболевания, вероятность встречаемости их в гомо- и гетерозиготном состоянии, а также проследить за накоплением в популяции вредных и полезных мутаций. Генофонд – вся совокупность генов, встречающихся у особей данной популяции.

Генетическая структура популяции

Распространенность у особей популяции определенного аллеля обусловливает его частотув данной популяции. Если в популяции происходит свободное скрещивание доминантной и рецессивной форм, отличающихся по одной паре аллелей, АА и аа, то в первом поколении (F₁) все особи будут гетерозиготными – Аа, а в последующих поколениях наблюдается расщепление. Генотипы и их соотношения можно представить следующим образом:

Генотипы F₁:Аа ×Аа

Гаметы: А, а, А, а

В равновесной популяции гаметы, несущие аллель A, а также аллель aкомбинируются поровну (см. решетку Пеннета):

Во втором поколении (F₂) наблюдается следующее соотношение генотипов:

0,25 АА + 0,50 Аа + 0,25 аа = 1, или p²+2pq+q²=1 (p – частота доминантного аллеля А;q – частота рецессивного аллеля а).

В 1908 году английский математик Г.Харди и немецкий врач В. Вайнберг установили закономерности, касающиеся генетической структуры популяций. Их исследования относятся к идеальной (равновесной) популяции. Признаки идеальной (равновесной) популяции:

1) большая численность особей;

2) панмиксия, т. е. свободные скрещивания;

3) отсутствие мутаций по данному признаку;

4) отсутствие миграций особей и дрейфа генов, поскольку популяция изолирована;

5) отсутствие естественного отбора.

Закон Харди-Вайнберга формулируется следующим образом: в идеальной (равновесной) популяции соотношение частот доминантных и рецессивных аллелей и генотипов – величина постоянная в ряду поколений.

Основные положения закона:

1) частота аллелей не меняется, рецессивная аллель из популяции не исчезает и сумма частот аллелей одного гена в данной популяции равна 1, т. е. p+q=1

Сумму p+q принято выражать в процентах: p+q=100%;

2) частота генотипов не меняется, и сумма частот генотипов в популяции равна 1 по данному гену, т. е. p²+2pq+q²=1, где

p² – частота гомозиготных особей по доминантному аллелю (соответствует генотипу АА);

2 pq – частота гетерозигот (соответствует генотипу 2Аа);

q² – частота гомозиготных особей по рецессивному аллелю (соответствует генотипу аа);

3) Частота аллеля А (p) равна частоте аллеля а (q)

4) В идеальной популяции наблюдается равновесие, а именно:частота генотипов устанавливается в первом и сохраняется в последующих поколениях. В F₂(0,25:0,50:0,25), т. е. 0,25 АА + 0,50 Аа + 0,25 aa.