Hardy - Weinberg törvény – a populációgenetika álláspontja , amely szerint egy végtelenül nagy populációban , amelyben a természetes szelekció nem működik , nincs mutációs folyamat , nincs egyedcsere más populációkkal, nem történik genetikai sodródás . , minden keresztezés véletlenszerű - genotípus gyakorisága aszerint, hogy mi alapján - bármelyik gén (ha ennek a génnek két allélja van a populációban) generációról generációra állandó marad, és megfelel a következő egyenletnek :
Hol van a homozigóták aránya az egyik allél esetében; ennek az allélnek a gyakorisága; — az alternatív allél homozigótáinak aránya; — a megfelelő allél gyakorisága; - a heterozigóták aránya.
Tekintsünk egy végtelenül nagy méretű populációt, amelyben a vizsgált gén allélgyakoriságát semmilyen tényező nem befolyásolja, és panmixia is előfordul . A vizsgált génnek két allélállapota van: A és a . n időpontban (vagy generációnként) A = allélgyakoriság , a = allélgyakoriság , akkor + = 1. Legyen , , az AA , Aa és aa genotípus osztályok gyakorisága n időpontban . Ekkor = + , = + . Mivel panmixia körülményei között a szülők különböző genotípusos osztályaiból (P, H, Q) származó ivarsejtek találkozásának valószínűsége engedelmeskedik a statisztikai mintáknak, így kiszámítható az utódosztályok ( , , ) gyakorisága a következő generációban ( n + 1 ). ). A következő keresztezési lehetőségek lehetségesek
Az 1., 3. és 6. keresztezésből származó utódok AA , Aa és aa genotípusú egyedek lesznek ; a 2. keresztezés eredményeként az AA és Aa genotípusú egyedek fele lesz ; az 5 - keresztezés eredményeként az Aa és aa genotípusú egyedek fele lesz ; kereszt 4 - megadja a leszármazottak mindhárom lehetséges osztályát ( AA , Aa és aa ) 1 : 2 : 1 arányban.
A keresztezések valószínűsége és a keresztezések utódainak aránya alapján kiszámítható a genotípusos osztályok gyakorisága az n+1 generációban .
Mivel, és a fent leírt arányok alapján az allélok és a genotípusos osztályok gyakorisága között, ezek a kifejezések a következőre redukálhatók:
Hasonlóan kiszámítható, hogy a P , H , Q osztályok aránya az n + 2 generációban és a későbbiekben nem változik, és megfelel a cikk elején megadott egyenletnek.
Ha a vizsgált gén allélok száma kettőnél több, akkor a genotípusok egyensúlyi gyakoriságát leíró képlet bonyolultabbá válik, és általános formában így írható fel:
ahol p, q, ... , z a gén allélváltozatainak gyakorisága a vizsgált populációban. Az egyenlet bal oldalán lévő összeg négyzetét kibővítve egy kifejezést kapunk, amely az allélgyakoriságok négyzeteinek összegéből és ezen gyakoriságok összes páronkénti kombinációjának megduplázott szorzatából áll:
Az öröklődés folyamata önmagában nem befolyásolja az allélok gyakoriságát egy populációban, és a genetikai szerkezetében esetlegesen bekövetkező változások egyéb okokból adódhatnak.
A törvény ideális populációkban működik, amelyek végtelen számú egyedből állnak, teljesen panmiktikusak és nincsenek kitéve szelekciós tényezőknek.
A valódi populációkat bizonyos mértékig olyan tényezők befolyásolják, amelyek bizonyos genetikai markerek esetében nem közömbösek a Hardy-Weinberg egyensúly fenntartása tekintetében. Számos növény- vagy állatfaj populációjában gyakoriak az olyan jelenségek, mint a beltenyésztés és az öntermékenyülés - ilyenkor csökken a heterozigóta osztály aránya vagy teljes eltűnése. Túldominancia esetén ezzel szemben a homozigóta osztályok aránya kisebb lesz, mint a számított.
Az orvosi genetikában a Hardy-Weinberg törvény lehetővé teszi a genetikailag meghatározott betegségek populációs kockázatának felmérését, mivel minden populációnak megvan a saját allélkészlete, és ennek megfelelően a kedvezőtlen allélok eltérő gyakorisága. Az örökletes betegségekben szenvedő gyermekek születési gyakoriságának ismeretében kiszámítható az allélkészlet szerkezete. Ugyanakkor a kedvezőtlen allélok gyakoriságának ismeretében megjósolható a beteg gyermekvállalás kockázata.
A nemesítésben lehetővé teszi az alapanyag (természetes populációk, valamint a népi szelekció fajtái és fajtái) genetikai potenciáljának azonosítását, mivel a különböző fajtákat és fajtákat saját allélkészletek jellemzik, amelyek a Hardy-val számíthatók ki. Weinberg törvény. Ha a kiindulási anyagban a kívánt allél nagy gyakorisága található, akkor a szelekció során a kívánt eredmény várhatóan gyorsan elérhető. Ha a szükséges allél gyakorisága alacsony, akkor vagy más forrásanyagot kell keresni, vagy más populációkból (kultivárokból és fajtákból) kell bevinni a szükséges allélt.
Az ökológiában sokféle tényező populációra gyakorolt hatásának feltárását teszi lehetővé. A tény az, hogy miközben fenotípusosan homogén marad, a populáció jelentősen megváltoztathatja genetikai szerkezetét ionizáló sugárzás , elektromágneses mezők és egyéb káros tényezők hatására. A genotípusok tényleges gyakoriságának a számított értékektől való eltérése alapján megállapítható a környezeti tényezők hatása . Ebben az esetben szigorúan be kell tartani az egyszeri különbség elvét. Vizsgáljuk meg a talaj nehézfém - tartalmának hatását egy-egy növényfaj populációinak genetikai szerkezetére. Ezután két rendkívül hasonló körülmények között élő populációt kell összehasonlítani. Az egyetlen különbség az életkörülmények között a talajban lévő bizonyos fém eltérő tartalma.