Loi de Hardy-Weinberg sur l'équilibre génétique et sa signification

Loi de Hardy-Weinberg sur l'équilibre génétique avec sa signification et ses caractéristiques!

Cette idée fondamentale en génétique des populations a été proposée simultanément par l'Anglais GH Hardy (mathématicien) et l'Allemand W. Weinberg en 1908. C'est la loi de Hardy-Weinberg.

Le droit constitue le fondement de la génétique des populations et de la théorie évolutive moderne. La loi stipule que: les fréquences des gènes (alléliques) et des génotypes resteront constantes de génération en génération dans une population de métissage infiniment importante dans laquelle l'accouplement est aléatoire et sans sélection, migration ou mutation.

Si une population est initialement en déséquilibre, une génération d'accouplement aléatoire suffit pour la mettre en équilibre génétique et la population restera ensuite en équilibre (inchangé aux fréquences gamétique et zygotique) tant que la condition de Hardy-Weinberg persistera.

La loi de Hardy-Weinberg dépend des types d’équilibre génétique suivants pour pouvoir être pleinement atteinte.

1. La population est infiniment nombreuse et s'accouple au hasard.

2. Aucune sélection n'est opérationnelle.

3. Aucune mutation n'est opérante dans les allèles.

4. La population est fermée, c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'immigration ou d'émigration.

5. La méiose est normale, le hasard est donc le seul facteur en jeu dans la gamétogenèse.

La loi décrit une situation théorique dans laquelle une population ne subit aucun changement évolutif. Cela explique que si les forces évolutives sont absentes; la population est nombreuse; ses individus ont un accouplement aléatoire, chaque parent produit un nombre à peu près égal de gamètes et les gamètes produits par les parents se combinant se combinent au hasard et la fréquence des gènes reste constante; ensuite, l'équilibre génétique des gènes en question est maintenu et la variabilité présente dans la population est préservée.

Supposons qu'il existe une population panmictique avec le gène (allèle) A et un locus, alors la fréquence des gamètes du gène A sera la même que la fréquence du gène A et de la même manière, la fréquence des gamètes avec un sera égale à la fréquence du gène a. Supposons que la proportion numérique de différents gènes dans cette population est la suivante:

AA- 36%

Aa-48%

aa -16%

Étant donné que les membres des AA représentent 36% de la population totale, ils représenteront environ 36% de tous les gamètes formés dans la population. Ces gamètes posséderont le gène A. De même, un individu produira 16% de tous les gamètes. Mais les gamètes des individus Aa seront de deux types, à savoir avec le gène A et le gène dans une proportion à peu près égale. Étant donné qu’ils constituent ensemble 48% de la population totale, ils représenteront 48% des gamètes, mais 24% d’entre eux posséderont le gène A et les 24% restants auront le gène a. La production globale des gamètes sera donc la suivante:

Si la fréquence du gène A est représentée par p et la fréquence du gène a est représentée par q et qu'il existe une correspondance aléatoire des gamètes avec l'allèle A et a à l'état d'équilibre, la population contiendra les fréquences suivantes des gènes A et a, génération après génération.

Génotype AA + 2Aa + aa

Fréquence du gène p ² + 2pq + q ² (allèle)

Les résultats ci-dessus pourraient être expliqués en s'appuyant sur la théorie des probabilités. Dans une population de grande taille, la probabilité de recevoir le gène A des deux parents sera pxp = p ², de même que pour le gène a, elle sera qxq = q ² et la probabilité d'être hétérozygote sera pq + pq = 2pq. La relation entre la fréquence du gène (allèle) et la fréquence du génotype peut être exprimée comme suit:

p ²⁺ 2pq + q ² = 1 ou (p + q) ² = 1

Ceci est connu sous le nom de formule de Hardy-Weinberg ou expression binomiale. Si la fréquence de l'un des allèles (par exemple, p) est connue, la fréquence de l'autre allèle (q = 1-p) est connue et les fréquences des génotypes homozygotes (p ² et q ² ), ainsi que celles du génotype hétérozygote (2pq) peuvent être calculés. Ou, si la fréquence des individus récessifs homozygotes dans la population (a / a ou q ² ) est connue, alors les fréquences de l'allèle a (q) et de l'allèle A (p ou 1-q) peuvent être calculées. Il est alors possible de prédire les fréquences génotypiques chez les générations présentes et suivantes. De cette expression binomiale, proposée par Hardy et Weinberg, il est clair que, dans une grande population d’accouplements aléatoires, non seulement la fréquence des gènes, mais également celle du génotype, restera constante.

Principales caractéristiques du droit Hardy-Weinberg:

1. Les fréquences du gène et du génotype de chaque gène ou allèle d'une population restent à une génération d'équilibre après génération.

2. Dans une population, l'accouplement est un phénomène complètement aléatoire.

3. L'équilibre dans les fréquences des gènes et des génotypes ne se produit que dans des populations de grande taille. Dans une petite population, les fréquences des gènes peuvent être imprévisibles.

4. Tous les génotypes d'une population se reproduisent de manière égale.

5. Des allèles particuliers ne seront ni différentiellement ajoutés ni différentiellement à une population.

Signification de la loi Hardy-Weinberg:

La loi est importante principalement parce qu'elle décrit la situation dans laquelle il n'y a pas d'évolution et qu'elle fournit donc une base théorique pour mesurer le changement évolutif. La tendance à l’équilibre sert à conserver les gains réalisés dans le passé et à éviter des changements trop rapides; autrement dit, donner une stabilité génétique à la population.

L'équation de Hardy-Weinberg décrit des conditions qui ne se trouvent pas dans une population naturelle. La fonction du principe de Hardy-Weinberg et de son équation constitue un contrôle expérimental - une prédiction de ce que devraient être les fréquences alléliques et génotypiques si rien ne modifiait le stock de gènes. Ainsi, si q est connu pour être 0, 40, alors q ² dans la génération suivante devrait être 0, 16.

Si, au lieu de cela, il est 0, 02, alors nous savons qu’un changement s’est produit dans le pool génique et qu’il est causé par: des mutations, une dérive génétique, un flux de gènes, un couplage assertif ou une sélection naturelle. Nous pouvons ensuite concevoir des expériences pour déterminer lequel des cinq agents de changement a le plus contribué au changement des fréquences alléliques et génotypiques.