Ley de Hardy-Weinberg del equilibrio genético con su significado

La ley de equilibrio genético de Hardy-Weinberg con su significado y características.

Esta idea fundamental en genética de poblaciones fue ofrecida por el inglés GH Hardy (un matemático) y el alemán W. Weinberg simultáneamente en el año 1908. Es conocida como la ley de Hardy-Weinberg.

La ley constituye la base de la genética de poblaciones y de la teoría evolutiva moderna. La ley establece que: tanto las frecuencias genéticas (alélicas) como las genotípicas se mantendrán constantes de generación en generación en una población de cruces infinitamente grande en la que el apareamiento es aleatorio y no se produce selección, migración o mutación.

Si una población está inicialmente en desequilibrio, una generación de apareamiento aleatorio es suficiente para lograr un equilibrio genético y, posteriormente, la población permanecerá en equilibrio (sin cambios en las frecuencias gamética y zigótica) mientras persista la condición de Hardy-Weinberg.

La ley de Hardy-Weinberg depende de los siguientes tipos de equilibrio genético para su plena realización.

1. La población es infinitamente grande y se aparea al azar.

2. Ninguna selección es operativa.

3. Ninguna mutación es operativa en los alelos.

4. La población está cerrada, es decir, no se produce inmigración o emigración.

5. La meiosis es normal, de modo que el azar es el único factor operativo en la gametogénesis.

La ley describe una situación teórica en la que una población no está experimentando ningún cambio evolutivo. Explica que si las fuerzas evolutivas están ausentes; la población es grande; sus individuos tienen apareamiento aleatorio, cada padre produce aproximadamente el mismo número de gametos y los gametos producidos por los padres de apareamiento se combinan al azar y la frecuencia de los genes permanece constante; luego se mantiene el equilibrio genético de los genes en cuestión y se preserva la variabilidad presente en la población.

Supongamos que hay una población panmíctica con el gen (alelo) A y a en un locus, entonces la frecuencia de los gametos con el gen A será la misma que la del gen A y, de manera similar, la frecuencia de los gametos con a será igual a la frecuencia del gen a. Supongamos que la proporción numérica de diferentes genes en esta población es la siguiente:

AA- 36%

Aa- 48%

aa -16%

Como los individuos de AA representan el 36% de la población total, aportarán aproximadamente el 36% de todos los gametos formados en la población. Estos gametos poseerán el gen A. De manera similar, aa los individuos producirán el 16% de todos los gametos. Pero los gametos de los individuos Aa serán de dos tipos, es decir, con el gen A y el gen aproximadamente en igual proporción. Dado que estos constituyen el 48% de la población total, aportarán el 48% de los gametos, pero de ellos el 24% tendrá el gen A y el otro 24% tendrá el gen a. Por lo tanto, la salida global de los gametos será la siguiente:

Si la frecuencia del gen A está representada por p y la frecuencia del gen a está representada por q y hay un apareamiento aleatorio de los gametos con el alelo A y en el estado de equilibrio, la población contendrá las siguientes frecuencias de los genes A y a, generación tras generación.

AA + 2Aa + aa genotipo

p ² + 2pq + q ² gen (alelo) de frecuencia

Los resultados anteriores podrían explicarse basándose en la teoría de la probabilidad. En una población de gran tamaño, la probabilidad de recibir el gen A de ambos padres será pxp = p ², de manera similar, para el gen a será qxq = q ² y la probabilidad de ser heterocigoto será pq + pq = 2pq. La relación entre la frecuencia del gen (alelo) y la frecuencia del genotipo se puede expresar como

p ²⁺ 2pq + q ² = 1 o (p + q) ² = 1

Esto se conoce como fórmula de Hardy-Weinberg o expresión binomial. Si se conoce la frecuencia de uno de los alelos (p. Ej., P), entonces se conoce la frecuencia del otro alelo (q = 1-p), y las frecuencias de los genotipos homocigotos (p ² y q ² ), así como las del genotipo heterocigoto (2pq) se puede calcular. O, si se conoce la frecuencia de individuos recesivos homocigotos en la población (a / a o q ² ), se pueden calcular las frecuencias del alelo a (q) y el alelo A (p o 1-q). Entonces es posible predecir las frecuencias genotípicas en las generaciones actuales y futuras. A partir de esta expresión binomial, propuesta por Hardy y Weinberg, queda claro que en una gran población de apareamiento aleatorio, no solo las frecuencias genéticas sino también las frecuencias genotípicas se mantendrán constantes.

Características salientes de la ley de Hardy-Weinberg:

1. Las frecuencias genéticas y genéticas de cada gen o alelo en una población permanecen en una generación de equilibrio tras generación.

2. En una población, el apareamiento es un fenómeno completamente aleatorio.

3. El equilibrio en las frecuencias genéticas y genéticas ocurre solo en poblaciones de gran tamaño. En una pequeña población, las frecuencias genéticas pueden ser impredecibles.

4. Todos los genotipos en una población se reproducen con igual éxito.

5. Los alelos particulares no se agregarán ni se restarán diferencialmente de una población.

Importancia de la ley de Hardy-Weinberg:

La ley es importante principalmente porque describe la situación en la que no hay evolución y, por lo tanto, proporciona una línea de base teórica para medir el cambio evolutivo. La tendencia de equilibrio sirve para conservar las ganancias que se han hecho en el pasado y también para evitar cambios demasiado rápidos; En otras palabras, dar una estabilidad genética a la población.

La ecuación de Hardy-Weinberg describe condiciones que no se encuentran en la población natural. La función del principio de Hardy-Weinberg y su ecuación es como un control experimental, una predicción de cuáles deberían ser las frecuencias alélicas y genotípicas si nada actúa para alterar el acervo genético. Por lo tanto, si se sabe que q es 0.40, entonces q ² en la próxima generación debería ser 0.16.

Si, en cambio, es 0.02, entonces sabemos que se ha producido un cambio en el conjunto de genes, la magnitud de ese cambio y que fue causado por: mutaciones, deriva genética, flujo de genes, apareamiento asertivo o selección natural. Luego podemos diseñar experimentos para probar cuál de los cinco agentes de cambio contribuyó más al cambio en las frecuencias alélicas y genotípicas.